Telescopul James Webb dezvăluie prima hartă 3D a atmosferei unei planete extraterestre

Astronomii care folosesc Telescopul Spațial James Webb au creat prima hartă tridimensională a atmosferei unei planete extraterestre, scoțând la iveală schimbări extreme de temperatură pe exoplaneta WASP-18b, un gigant gazos situat la aproximativ 400 de ani-lumină de Terra.

Pentru prima dată, oamenii de știință au reușit să elaboreze o hartă tridimensională a atmosferei unei planete îndepărtate, folosind date obținute de la Telescopul James Webb (JWST) și o tehnică numită cartografierea eclipsei. Acest proces a permis cercetătorilor să identifice diferite zone de temperatură în atmosfera exoplanetei WASP-18b, conform unui studiu publicat pe 28 octombrie în revista Nature Astronomy.

„Cartografierea eclipsei ne permite să imaginăm exoplanete pe care nu le putem vedea direct, deoarece stelele lor gazdă sunt prea luminoase,” a explicat coautorul studiului, Ryan Challener, cercetător al exoplanetelor la Universitatea Cornell. „Cu acest telescop și această nouă tehnică, putem începe să înțelegem exoplanetele la fel cum înțelegem vecinii noștri din sistemul solar.”

WASP-18b are o masă de aproximativ de 10 ori mai mare decât cea a lui Jupiter și un an pe această planetă durează doar 23 de ore. Este blocată gravitațional față de steaua sa, ceea ce înseamnă că o parte a planetei este mereu îndreptată către stea, în timp ce cealaltă parte este permanent întunecată.

Pe măsură ce planeta începe să treacă în spatele stelei sale, steaua blochează din ce în ce mai multă lumină reflectată de planetă, până când planeta este complet ascunsă când este observată din sistemul nostru solar. Cartografierea eclipsei exploatează această schimbare progresivă. Măsurând cum se schimbă lumina de pe o planetă pe măsură ce este ascunsă și dezvăluită, oamenii de știință pot determina temperatura în diferite regiuni și altitudini ale atmosferei planetei.

„Cauți schimbări în porțiuni minuscule ale planetei pe măsură ce acestea dispar și reapar în vizualizare, așa că este extraordinar de provocator,” a adăugat Challener.

În acest nou studiu, oamenii de știință au extins o hartă bidimensională anterioară a temperaturii de pe WASP-18b, folosind diferite lungimi de undă ale luminii pentru a crea o hartă mai detaliată, tridimensională a atmosferei. De exemplu, au folosit date de la o lungime de undă care este absorbită de apă pentru a cartografia atmosfera superioară umedă a exoplanetei. Lungimile de undă care nu au fost absorbite de apă au trecut la altitudini mai joase, permițând JWST să studieze preferențial diferite nivele ale atmosferei planetei în funcție de lungimile de undă analizate.

WASP-18b prezintă două regiuni distincte de temperatură pe partea sa diurnă, descoperite de echipă. Aceasta are un “punct fierbinte” circular în zona care se confruntă direct cu steaua și primește cea mai multă lumină solară. Dincolo de acesta se află un inel mai rece care se extinde până la marginea vizibilă a planetei. Acest lucru sugerează că vânturile atmosferice nu pot redistribui complet căldura de la stea pe întreaga planetă.

Cercetătorii au observat de asemenea mai puțină apă în punctul fierbinte decât în restul planetei.