Το επίτευγμα ανοίγει το δρόμο σε λεπτομερή μελέτη των εξωπλανητών στο Σύμπαν.
Επιστημονική ομάδα δημιούργησε με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb έναν τρισδιάστατο χάρτη της ατμόσφαιρας ενός εξωπλανήτη κάτι που συμβαίνει για πρώτη φορά.
Η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική γνωστή ως χαρτογράφηση έκλειψης και εντόπισε διαφορετικές ζώνες θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη WASP-18b, ενός αέριου γίγαντα που βρίσκεται περίπου 400 έτη φωτός από τη Γη. Η ίδια διαδικασία θα μπορούσε σύντομα να βοηθήσει τους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν μεταβολές θερμοκρασίας και δομές νεφών σε άλλους μακρινούς πλανήτες σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Nature Astronomy».
«Η χαρτογράφηση έκλειψης μας επιτρέπει να απεικονίσουμε εξωπλανήτες που δεν μπορούμε να δούμε άμεσα επειδή τα άστρα τους είναι πολύ φωτεινά. Με αυτό το τηλεσκόπιο και αυτή τη νέα τεχνική, μπορούμε να αρχίσουμε να κατανοούμε τους εξωπλανήτες με τον ίδιο τρόπο που μελετάμε τους γειτονικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος» αναφέρει ο Ράιαν Τσάλενερ ερευνητής εξωπλανητών στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Ο πλανήτης και ο χάρτης
Ο WASP-18b έχει περίπου δέκα φορές τη μάζα του Δία, ενώ το «έτος» του, η περίοδος που χρειάζεται για να ολοκληρώσει μια τροχιά γύρω από το άστρο του, διαρκεί μόλις 23 ώρες. Είναι παλιρροϊκά κλειδωμένος πράγμα που σημαίνει ότι η μία πλευρά του βλέπει μόνιμα το άστρο του ενώ η άλλη παραμένει πάντα σκοτεινή.
Καθώς ο πλανήτης περνά πίσω από το άστρο του το φως που αντανακλά μειώνεται σταδιακά μέχρι να χαθεί τελείως από τη θέα μας. Η χαρτογράφηση έκλειψης εκμεταλλεύεται αυτή την προοδευτική αλλαγή: μετρώντας πώς αλλάζει το φως που προέρχεται από τον πλανήτη όσο αυτός κρύβεται και επανεμφανίζεται οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν τη θερμοκρασία σε διαφορετικές περιοχές και ύψη της ατμόσφαιράς του.
«Ψάχνουμε για ανεπαίσθητες μεταβολές σε πολύ μικρά τμήματα του πλανήτη καθώς αυτά εξαφανίζονται και επανέρχονται στο οπτικό μας πεδίο κάτι εξαιρετικά δύσκολο» λέει ο Τσάλενερ.
Στη νέα μελέτη η επιστημονική ομάδα εξέλιξε τον δισδιάστατο χάρτη θερμοκρασίας του WASP-18b, δημιουργώντας έναν πιο λεπτομερή, τρισδιάστατο χάρτη χρησιμοποιώντας πολλαπλά μήκη κύματος φωτός. Για παράδειγμα, δεδομένα από μήκη κύματος που απορροφώνται από το νερό αποκάλυψαν τα ανώτερα, υγρά στρώματα της ατμόσφαιρας. Άλλα μήκη κύματος, που το νερό δεν απορροφά, επέτρεψαν στο James Webb να δει πιο βαθιά στρώματα και έτσι οι ερευνητές μπόρεσαν να εξετάσουν διαφορετικά ύψη του πλανήτη.
Συνδυάζοντας παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου σε διάφορα μήκη κύματος και δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο της ατμόσφαιρας του WASP-18b.
Οι ερευνητές βρήκαν ότι η ημέρα πλευρά του πλανήτη έχει δύο ξεχωριστές θερμικές ζώνες:
* μια κυκλική «θερμή κηλίδα» στο σημείο που κοιτά απευθείας το άστρο
* έναν ψυχρότερο δακτύλιο προς τα όρια της ορατής πλευράς.
Αυτό δείχνει ότι οι ανέμοι της ατμόσφαιρας δεν μπορούν να αναδιανείμουν πλήρως τη θερμότητα από το άστρο σε ολόκληρο τον πλανήτη. Επιπλέον, παρατηρήθηκε λιγότερο νερό στην περιοχή της θερμής κηλίδας από ό,τι στον μέσο όρο της ατμόσφαιρας, πιθανώς επειδή οι θερμοκρασίες είναι τόσο υψηλές που διασπούν τα μόρια του νερού.
«Πιστεύουμε ότι αυτό δείχνει πως ο πλανήτης είναι τόσο θερμός σε αυτή την περιοχή, που αρχίζει να “σπάει” το νερό. Η θεωρία το είχε προβλέψει, αλλά είναι συναρπαστικό να το βλέπουμε επιβεβαιωμένο από πραγματικές παρατηρήσεις» εξηγεί ο Τσάλενερ. Περαιτέρω μετρήσεις με το James Webb θα μπορούσαν να βελτιώσουν την ανάλυση του χάρτη της ατμόσφαιρας του WASP-18b και να επιτρέψουν στους επιστήμονες να μελετήσουν παρόμοιους αέριους γίγαντες.
«Αυτή η νέα τεχνική θα είναι εφαρμόσιμη σε πολλούς ακόμη πλανήτες που μπορούμε να παρατηρήσουμε με το JWST. Μπορούμε πλέον να αρχίσουμε να κατανοούμε τους εξωπλανήτες σε τρεις διαστάσεις, ως πληθυσμό κάτι πραγματικά συναρπαστικό» κατέληξε ο Τσάλενερ.
