WASP-17b to niezwykła egzoplaneta krążąca wokół gwiazdy oddalonej od Ziemi o około 1300 lat świetlnych. Należy do kategorii tzw. gorących Jowiszów, czyli gazowych olbrzymów znajdujących się bardzo blisko swoich gwiazd. Panujące tam ekstremalne warunki sprawiają, że ich atmosfery są rozgrzane do bardzo wysokich temperatur, a silne wiatry transportują energię między różnymi obszarami planety.
Czytaj też: Planeta wielkości Ziemi ma dwa słońca. To układ znajdujący się tuż obok nas
Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez naukowców związanych z Uniwersytetem Cornella i Uniwersytetem w Bristolu wykorzystał obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby dokładniej zbadać atmosferę WASP-17b. Ustalenia naukowców oparte na tych obserwacjach pojawiły się w Nature Astronomy.
Dotychczas astronomowie często przedstawiali atmosfery egzoplanet w uproszczony sposób, traktując ich widoczną krawędź jako jednorodny pierścień. Takie podejście pozwala ustalić, jakie substancje chemiczne występują w gazowej otoczce, lecz utrudnia rozpoznanie różnic pomiędzy jej poszczególnymi obszarami. Nowe badanie pokazuje, iż atmosfera WASP-17b jest wyraźnie asymetryczna. Zamiast idealnie równego obrysu ma bardziej rozciągniętą stronę, co wiąże się z nierównomiernym rozkładem temperatury i przemieszczaniem się gazów.
Do sukcesu w ekspertyzach doprowadziły tzw. łańcuchy transmisyjne, a w zasadzie oparta na nich technika. Pozwala ona analizować światło gwiazdy przechodzące przez atmosferę egzoplanety w różnych miejscach jej krawędzi. Podczas tranzytu planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy. Część światła przenika wówczas przez gazową otoczkę, a obecne w niej cząsteczki pochłaniają określone długości fal. Analiza tych zmian pozwala ustalić skład chemiczny i właściwości atmosfery.
Zamiast uśredniać sygnał z całej krawędzi planety, przyjęta strategia pozwala wydzielić informacje dotyczące różnych kierunków. Dzięki temu naukowcy mogą porównywać właściwości atmosfery po stronie porannej i wieczornej, a także badać różnice między równikiem a obszarami położonymi bliżej biegunów. To istotny postęp: badacze określają, jakie gazy występują na odległym świecie, a przy okazji zaczynają odtwarzać przestrzenny układ warunków panujących w jego atmosferze.
Czytaj też: Teleskop Jamesa Webba sfotografował jedną z najzimniejszych znanych planet. Krąży tuż obok naszego układu
Wspomniana różnica temperatur wynosi blisko 400 stopni, a planeta jest najprawdopodobniej związana pływowo ze swoją gwiazdą. Oznacza to, że jedna jej strona pozostaje stale zwrócona ku źródłu promieniowania, podczas gdy druga znajduje się w nieustannym cieniu. Energia, jakiej dostarcza gwiazda, ogrzewa atmosferę, a silne prądy powietrzne przenoszą ciepło z gorącej strony dziennej w kierunku nocnej. W rezultacie gaz po stronie wieczornej pozostaje bardziej rozgrzany i rozciągnięty niż po stronie porannej, gdzie atmosfera zdążyła się ochłodzić.
Naukowcy zaobserwowali więc strukturę zgodną z przewidywaniami modeli klimatycznych egzoplanet. Zgromadzone dane potwierdzają, iż ważne składniki atmosfery, takie jak para wodna i dwutlenek węgla, występują wzdłuż jej krawędzi w stosunkowo spójny sposób. Co ciekawe, WASP-17b ma promień około 1,9 raza większy niż Jowisz, choć jej masa wynosi zaledwie około połowy masy największej planety Układu Słonecznego. Jest więc wyjątkowo rozdętym gazowym olbrzymem, co ułatwia badanie jej atmosfery za pomocą teleskopów.
Źródło: Nature Astronomy
