Oblačne zore na vrućem Jupiteru

Egzoplanet KELT-1b je plinoviti div, više od 27 puta teži, ali samo 11% širi od našeg Jupitera. Ali za razliku od našeg plinovitog susjeda, kojem treba 12 godina da obiđe naše Sunce, ovaj nezemaljski planet brza oko svoje zvijezde otprilike svakih 29 sati. Smješten samo 3 218 700 km od sunca, što je otprilike udaljenost između Zemlje i Mjeseca, KELT-1b je poznat kao 'vrući Jupiter'. Ova kategorija plinovitih divova, za razliku od onih u našem Sunčevom sustavu, kruži vrlo blizu svojih zvijezda domaćina.

Jedna skupina istraživača nastojala je razumjeti kako se oblaci ponašaju na tim planetima i mapirala je pokrivenost oblaka KELT-1b promatrajući emitirani svjetlosni spektar planeta dok kruži oko zvijezde domaćina.

Prema Thomasu Beattyju sa Sveučilišta Arizona u Tucsonu, astronomi općenito vjeruju da oblaci ne mogu postojati na dnevnoj strani vrućeg Jupitera - strani koja je okrenuta prema zvijezdi - jer su jednostavno prevrući.

Ipak, oni su uočili znakove postojanosti oblaka na dnevnoj strani KELT-1b na temelju njihovih podataka. Također su primijetili nepodudarnosti između njihovih opažanja i teorijskih predviđanja i predložili neke mehanizme za njihovo usklađenje.

"Dnevna strana KELT-1b je prevruća da bi ti oblaci postojali u stabilnom stanju. Oni su samo privremeno tamo. Formiraju se noću i prenose se na dnevnu stranu", rekla je Beatty, tako da bi jutra bila oblačna na tuđinskoj planeti, ali bi se njezino nebo raščistilo do poslijepodneva.

Vrući Neptuni su rijetki. "Vrući" planeti koji kruže blizu svog Sunca obično su ili plinoviti divovi, poput Jupitera, ili mali stjenoviti svjetovi, poput Zemlje, kaže Diana Dragomir sa Sveučilišta New Mexico u Albuquerqueu. Budući da je tako blizu svoje zvijezde, planet ili mora biti dovoljno masivan da zadrži svoju gustu atmosferu, ili mora izgubiti većinu svoje mase i biti ogoljen da ostane malo više od svoje stjenovite jezgre.

Istraživači pronalaze rijetko planete srednje veličine. Astronomi ovaj jaz nazivaju "sub-Jovijanskom pustinjom" ili "Neptunskom pustinjom" zbog toga što je rijetkost pronaći plinoviti planet veličine Neptuna a da kruži blizu zvijezde.

Dragomir je predstavila svoja otkrića na jednom od rijetkih takvih planeta otkrivenih do danas, nazvanom LTT9779b. " Zašto se planet s temeljnom masom od 27 zemaljskih masa ne formira kao plinoviti div veličine Jupitera? To je pitanje i misterija za ovaj planet", rekla je Dragomir.

Da bi počela odgovarati na neka od ovih pitanja, podijelila je rezultate istraživanja njegove atmosfere, koja je sugerirala da je LTT9779b pun metala i sjajan. Također su mogli procijeniti dnevnu temperaturu planeta na oko 2.300 K (pržečih 2027°C) i oblik njegove orbite, postavljajući temelje za buduće studije vrućih Neptuna ako ih se pronađe više.

Možda i više primamljiv od nenaseljivih plinovitih divova o kojima je skupina raspravljala jesu egzoplaneti slični Zemlji, koji kruže unutar nastanjive zone zvijezde.

"Nastanjiva zona definirana je regijom oko zvijezde gdje tekuća voda može postojati na planetarnoj površini", rekao je Chuanfei Dong sa Sveučilišta Princeton u New Jerseyju tijekom svoje prezentacije. Međutim, dodao je, postojeće studije uglavnom razmatraju samo zvjezdano zračenje, a ne zvjezdane vjetrove.

Dok nas naše sunce grije svojim zrakama i bombardira solarnim vjetrom, fotoni iz zraka i nabijene čestice iz solarnih vjetrova također djelomično stanjuju atmosferu, različitim mehanizmima.

Dok je elektromagnetsko zračenje, kao ono u svjetlosnim valovima, bilo u primarnom fokusu kada se razmatralo kako zvijezda stanjuje atmosferu planeta, prema Dongu, izračuni su pokazali da nabijene čestice u solarnim ili zvjezdanim vjetrovima također igraju važnu ulogu. Za planete iste veličine i atmosferskog tlaka na istoj udaljenosti od zvijezde se pokazalo da oni s jačim magnetskim poljem imaju veću vjerojatnost da zadrže svoju atmosferu.

Hannah Diamond-Lowe s Tehničkog sveučilišta Danske u Lyngbyju promatrala je planet nalik Zemlji koji kruži oko LHS 3844, zvijezde crveni patuljak koja je relativno blizu u međuzvjezdanom smislu (udaljena oko 100 svjetlosnih godina). Nakon procjene atmosferskog tlaka i zračenja koje planet prima od svoje zvijezde, situacija ne izgleda previše ružičasto za visoko ozračenu stijenu. Prema izračunu njezine grupe, planet možda odbacuje više od 20.000 tona svoje atmosfere svake sekunde. Da to sagledamo, tim tempom, naša atmosfera bi bila potpuno uklonjena za manje od 10 godina.

Sve do relativno nedavnih opažanja prvih egzoplaneta, ljudi su poznavali samo osam planeta koji kruže oko našeg Sunca. Sada znamo više od 4.000. Bez mogućnosti izvedbe eksperimentalnih planeta u laboratoriju, astronomi se okreću egzoplanetima kao jedinim stvarnim podacima za razumijevanje kako se različite vrste planeta formiraju i razvijaju u različitim vrstama sunčevih sustava.

Od srpnja 2020. TESS je završio svoj primarni cilj misije i još uvijek prikuplja podatke. Brojni egzoplaneti koje je otkrio TESS biti će glavni ciljevi istrage svemirskog teleskopa James Webb. Europska svemirska agencija također razvija vlastiti svemirski teleskop za egzoplanete, PLATO, koji bi trebao biti lansiran 2026. godine.