Šis ateivių pasaulis yra toks ekstremalus, kad jame yra tiesioginiai garuojančių uolienų debesys

Maždaug už 1360 šviesmečių esanti egzoplaneta yra taip arti savo žvaigždės, kad jos debesys sudaryti iš garuojančių uolienų.

Ji vadinama WASP-178b ir beprotiškai trumpa, vos 3,3 dienos, orbita skrieja aplink WASP-178 - jauną, dvigubai už Saulę masyvesnę baltą žvaigždę. Esant tokiam atstumui, dujinio pasaulio temperatūra yra labai aukšta - tokia karšta, kad jis klasifikuojamas kaip "itin karštas Jupiteris", turbūt ekstremaliausias mums žinomas egzoplanetų tipas.

Atlikus naują šio laukinio pasaulio orų tyrimą, pirmą kartą egzoplanetos atmosferoje nustatytas silicio monoksidas (SiO), o tai leidžia mums naujai pažvelgti į šiuos išties svetimus pasaulius.

"Mes vis dar gerai nesuprantame orų skirtingose planetų aplinkose, - sakė astrofizikas Deividas Singas (David Sing) iš Džono Hopkinso universiteto.

"Žvelgiant į Žemę, visos mūsų orų prognozės vis dar tiksliai pritaikytos prie to, ką galime išmatuoti. Tačiau kai keliaujate į tolimą egzoplanetą, jūsų prognozavimo galimybės yra ribotos, nes nesate sukūrę bendros teorijos apie tai, kaip viskas atmosferoje dera tarpusavyje ir kaip reaguoja į ekstremalias sąlygas."

Ypač karštieji Jupiteriai yra absoliučiai įdomūs ir tinkami tyrimams. Kaip rodo pavadinimas, šie pasauliai yra dujiniai milžinai, kaip Jupiteris, tačiau jie taip pat labai karšti, nes su savo žvaigždėmis skrieja itin artimomis orbitomis - kai kurie jų apsisuka per mažiau nei parą.

Jie kelia įdomų galvosūkį: jie negalėjo susiformuoti dabartinėje orbitoje, nes gravitacija, radiacija ir intensyvūs žvaigždžių vėjai turėjo neleisti dujoms susikaupti. Tačiau iki šiol aptikta daugiau kaip 300 karštųjų Jupiterių; astronomai mano, kad jie susiformavo toliau nuo savo žvaigždžių ir migruoja į vidų.

WASP-178b masė yra maždaug 1,4 karto didesnė už Jupiterio masę ir maždaug 1,9 karto didesnė už jo dydį. Egzoplanetoje, kurią išpučia žvaigždės karštis, temperatūra siekia 2450 Kelvinų (2177 laipsnių Celsijaus arba 3950 laipsnių Farenheito). Tokia temperatūra yra tinkamiausia aptikti išgaravusį silikatą: teoriniai tyrimai parodė, kad, esant aukštesnei nei 2 000 Kelvinų temperatūrai, turėtų būti aptinkamas silicio monoksidas.

Štai kaip. Egzoplaneta praskrieja tarp mūsų ir ją priimančios žvaigždės. Kiekvieno tranzito metu dalį žvaigždės šviesos sugeria egzoplanetos atmosferoje esantys atomai; kiekvienas elementas sugeria arba išspinduliuoja skirtingo bangos ilgio bangą, o tai reiškia, kad jį galima identifikuoti kaip signalą iš žvaigždės gaunamos šviesos spektre.

Kaip galite įsivaizduoti, šis signalas yra visiškai nežymus, tačiau, sudėdami tranzitus, astronomai gali sustiprinti spektrą ir gauti įskaitomą signalą. Naudojant šį metodą karštųjų Jupiterių atmosferose buvo aptikti išgaravę metalai, tokie kaip titanas, geležis ir magnis.

Tyrėjų komanda, vadovaujama Singo ir jo kolegos Džošo Lotringerio (Josh Lothringer) iš Jutos slėnio universiteto, pasinaudojo Hubble'o kosminiu teleskopu, kad gautų WASP-178b spektrą, ir aptiko signalą, nepanašų į nieką anksčiau matytą. Remiantis jų atlikta analize, paaiškėjo, kad tai yra silicis ir magnis.

"Mūsų žiniomis, ypač SiO anksčiau nebuvo aptiktas egzoplanetose, - rašoma jų straipsnyje, - tačiau SiO buvimas WASP-178b atitinka teorinius lūkesčius, nes jis yra dominuojanti Si turinti rūšis aukštoje temperatūroje."

WASP-178b, kaip ir visi žinomi karštieji Jupiteriai, yra tvidaliai pririšta prie savo žvaigždės. Tai reiškia, kad viena jo pusė yra nuolat atsukta į žvaigždę, t. y. nuolat dieną, o kita - nuolat naktį. Dėl to abiejuose egzoplanetos pusrutuliuose yra didelis temperatūrų skirtumas, o atmosfera sukasi tarp abiejų pusrutulių.

Naktinėje egzoplanetos pusėje gali būti pakankamai vėsu, kad garai susikondensuotų į debesis, kurie krinta gilyn į atmosferą, o paskui būtų nupūsti atgal į dieninę pusę, kur mineralai vėl išgaruoja.

Tyrėjai nepastebėjo jokių kondensacijos požymių WASP-178b terminatoriuje - linijoje, skiriančioje dieną nuo nakties. Tačiau rezultatai leidžia manyti, kad silicio monoksido gali būti ir kitose egzoplanetose, kurių terminatoriaus detalūs stebėjimai yra geriau matomi, būtent WASP-76b. Jei egzoplanetoje yra uolienų lietaus, tai gali būti vieta, kur jo galima rasti.

Komandos rezultatai taip pat rodo, kad mums vis geriau sekasi žvelgti į paslaptingas tolimų pasaulių atmosferas. Tai yra geras ženklas ieškant mažesnių ir nuo savo žvaigždžių labiau nutolusių egzoplanetų.

"Jei negalime išsiaiškinti, kas vyksta superkarštuose Jupiteriuose, kur turime patikimų patikimų stebėjimo duomenų, neturėsime galimybių išsiaiškinti, kas vyksta silpnesniuose spektruose stebint žemiškąsias egzoplanetas", - sakė Lothringeris (Lothringer).

"Tai mūsų metodų išbandymas, leidžiantis mums sukurti bendrą supratimą apie tokias fizikines savybes kaip debesų formavimasis ir atmosferos struktūra."

Tyrimas paskelbtas žurnale "Nature".