Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał należący do NASA teleskop kosmiczny Webba do sporządzenia mapy pogody na egzoplanecie będącej gorącym gazowym olbrzymem. WASP-43 b, jak się ją nazywa, ma rozmiary podobne do Jowisza i składa się głównie z wodoru i helu, co czyni ją znacznie gorętszą niż jakakolwiek planeta w Układzie Słonecznym Ziemi.
Choć gwiazda tej egzoplanety jest mniejsza i chłodniejsza od ziemskiego Słońca, WASP-43 b krąży w odległości zaledwie 3,3 miliona kilometrów, czyli mniej niż 1/25 odległości między Słońcem a Merkurym. Oznacza to, że egzoplaneta jest zablokowana pływowo lub że jedna strona jest stale oświetlona, podczas gdy druga strona jest pogrążona w ciągłej ciemności. NASA twierdzi, że chociaż ciemna strona WASP-43 b nigdy nie widzi światła słonecznego, silne wiatry wschodnie przenoszą ciepło ze strony dziennej.
Advertisement
„Dzięki Hubble’owi wyraźnie mogliśmy zobaczyć, że po stronie dziennej znajduje się para wodna. Zarówno Hubble, jak i Spitzer sugerowały, że nocą mogą znajdować się chmury” – wyjaśnił Taylor Bell, badacz z Instytutu Badań nad Środowiskiem Bay Area i główny autor badania opublikowanego w Nature Astronomy. „Ale potrzebowaliśmy dokładniejszych pomiarów Webba, aby naprawdę rozpocząć mapowanie temperatury, zachmurzenia, wiatrów i bardziej szczegółowego składu atmosfery na całej planecie”.
Naukowcy wykorzystali precyzyjne pomiary jasności w szerokim spektrum światła średniej podczerwieni w połączeniu z trójwymiarowymi modelami klimatu i wcześniejszymi obserwacjami z innych teleskopów, aby zasugerować obecność grubych, wysokich chmur pokrywających nocną stronę egzoplanety. Przewidział także czyste niebo w ciągu dnia, a równikowe wiatry wieją z prędkością ponad 8000 km na godzinę, mieszając gazy atmosferyczne wokół WASP-43 b. To wystarczająco szybko, aby z pewnością zdjąć kapelusz z głowy.
Spektroskopia krzywej fazowej, technika stosowana przez naukowców, polega na pomiarze niewielkich zmian jasności układu gwiazda-planeta, gdy planeta krąży wokół gwiazdy. Według NASA ilość światła średniej podczerwieni emitowanego przez obiekt wykorzystujący tę technikę zależy w dużym stopniu od jego temperatury. Dane dotyczące jasności zebrane przez Webba zostały następnie wykorzystane do obliczenia temperatury WASP-43 b. Szacuje się, że średnia temperatura WASP-43 b po stronie dziennej wynosi prawie 23 000 stopni Fahrenheita (12500 stopni Celsjusza), czyli jest wystarczająco wysoka, aby można było kuć żelazo, podczas gdy po nocnej stronie panuje niższa temperatura wynosząca około 1100 stopni Fahrenheita (600 stopni Celsjusza).
Zespół był w stanie obserwować WASP-43 b za pomocą instrumentu MIRI (instrumentu średniej podczerwieni) Webba co 10 sekund przez 24 godziny. Bell wyjaśnił: „Obserwując całą orbitę, byliśmy w stanie obliczyć temperaturę różnych stron planety, gdy pojawiały się one w polu widzenia. Na tej podstawie moglibyśmy skonstruować przybliżoną mapę temperatur na całej planecie.
Advertisement
„Dzięki nowej mocy obserwacyjnej JWST WASP-43b został odsłonięty z niespotykaną dotąd szczegółowością” – zauważyła członkini zespołu Laura Kreidberg, dyrektor Instytutu Astronomii Maxa Plancka (MPIA). „Widzimy złożony, niegościnny świat z wściekłymi wiatrami, ogromnymi zmianami temperatury i niejednolitymi chmurami, prawdopodobnie zbudowanymi z kropelek skał”.
Jak stwierdził Michael Roman, współautor niedawnej publikacji nt WASP-43 urzauważył: „Fakt, że możemy w ten sposób mapować temperaturę, jest prawdziwym świadectwem wrażliwości i stabilności Webba”.