Πλανήτης WASP-121b: Τηλεσκόπιο αποκαλύπτει την ανατομία μιας εξωγήινης ατμόσφαιρας

Χρησιμοποιώντας ένα από τα ισχυρότερα τηλεσκόπια του κόσμου, αστρονόμοι κατάφεραν για πρώτη φορά να προσδιορίσουν τη δομή της ατμόσφαιρας ενός εξωπλανήτη, ένας τεχνικός άθλος που δίνει νέα ώθηση στην αναζήτηση για κατοικήσιμους κόσμους.

Η μελέτη αποκαλύπτει ακραίους ανέμους που μεταφέρουν λιωμένο σίδηρο και τιτάνιο στον εξωπλανήτη WASP-121b, γνωστό και ως «Τύλος», ο οποίος έχει περίπου διπλάσιο μέγεθος σε σχέση με τον Δία και βρίσκεται σε απόσταση σχεδόν 900 ετών φωτός από τη Γη.

Κινείται τόσο κοντά στο μητρικό του άστρο ώστε ολοκληρώνει μια πλήρη περιφορά σε μόλις 30 ώρες, όσο χρειάζεται για να συμπληρώσει μια περιστροφή γύρω από τον εαυτό του.

Λόγω του συγχρονισμού της περιστροφής και της περιφοράς, ο πλανήτης κρατά πάντα την ίδια πλευρά στραμμένη προς το άστρο, ενώ η αντίθετη πλευρά μένει βυθισμένη σε αιώνιο σκοτάδι.

Οι συντάκτες της νέας μελέτης παρατήρησαν τον WASP-121b με το «Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο» (VLT) που λειτουργεί στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, συνδυάζοντας και τις τέσσερις υπομονάδες του για να συλλέξουν εικόνες υψηλής ανάλυση.

Το τηλεσκόπιο παρατήρησε τον WASP-121b καθώς περνούσε μπροστά από το μητρικό του άστρο. Ένα μέρος του αστρικού φωτός πέρασε μέσα από την ατμόσφαιρα πριν φτάσει στη Γη, επιτρέποντας στους ερευνητές να εξετάσουν τη χημική της σύσταση με φασματικές αναλύσεις.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature, αποκαλύπτει ότι η εξωγήινη ατμόσφαιρα αποτελείται από τρία στρώματα με διαφορετική σύνθεση.

Το κατώτερο στρώμα χαρακτηρίζεται από την παρουσία σιδήρου, ο οποίος βρίσκεται σε αέρια κατάσταση λόγω της θερμοκρασίας των 2.700 βαθμών στην πλευρά του πλανήτη που έχει πάντα μέρα. Οι ισχυροί άνεμοι που πνέουν σε αυτό το στρώμα μεταφέρουν διάπυρο υλικό στη σκοτεινή πλευρά, η οποία παραμένει σχετικά δροσερή στους 1.400 βαθμούς Κελσίου.

Στο μεσαίο στρώμα ανιχνεύθηκε νάτριο, ένα στοιχείο που δεν υπάρχει στην ατμόσφαιρα της Γης. Σε αυτό το στρώμα ανακαλύφθηκε επίσης ένας αεροχείμαρρος που τυλίγει ολόκληρο τον πλανήτη στον ισημερινό και πνέει με ταχύτητα 70.000 χιλιομέτρων την ώρα, χιλιάδες φορές ταχύτερα από τους ισχυρότερους ανέμους στη Γη.

Το δε ανώτατο στρώμα της ατμόσφαιρας αποτελείται κυρίως από υδρογόνο, ένα μέρος του οποίου φαίνεται ότι διαρρέει αργά στο Διάστημα.

«Η ατμόσφαιρα αυτού του πλανήτη συμπεριφέρεται με τρόπο που θέτει υπό αμφισβήτηση των γνώσεών μας για το πώς λειτουργεί ο καιρός» σχολίασε επικεφαλής της μελέτης, η Τζούρια Βικτόρια Σίντελ του Ευρωπαϊκού Παρατηρητηρίου του Νότου (ESO), στο οποίο ανήκει το τηλεσκόπιο VLT.

Σε μια δεύτερη μελέτη της ίδιας ομάδας που δημοσιεύεται στο Astronomy and Astrophysics, οι ερευνητές αναφέρουν επίσης ότι ανίχνευσαν στο μεσαίο στρώμα της ατμόσφαιρας εξαερωμένο τιτάνιο, ένα στοιχείο που είχαν αποτύχει να ανιχνεύσουν προηγούμενες μελέτες για τον WASP-121b.

Όπως επισήμανε η ερευνητική ομάδα, η τεχνολογική πρόοδος στα τηλεσκόπια θα επιτρέψει τελικά ανάλογες μελέτες σε πολύ μικρότερους πλανήτες στο μέγεθος της Γης.

Στα τέλη της δεκαετίας αναμένεται να ολοκληρωθεί στη Χιλή το «Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο» του ESO, ή ELT, το οποίο θα είναι μακράν το μεγαλύτερο οπτικό τηλεσκόπιο του κόσμου και θα εξετάσει τις ατμόσφαιρες δυνητικά κατοικήσιμων εξωπλανητών.