Forvirrende fund rejser nye spørgsmål om atmosfærisk fysik af gigantiske planeter

Det varmeste punkt på en gasformig planet nær en fjern stjerne er ikke, hvor astrofysikere forventede, at det ville være - en opdagelse, der udfordrer videnskabsmænds forståelse af de mange planeter af denne type, der findes i solsystemer uden for vores eget.

I modsætning til vores velkendte planet Jupiter, såkaldte varme Jupitere kredser forbavsende tæt på deres værtsstjerne – så tæt på, at det typisk tager mindre end tre dage at fuldføre en bane. Og en halvkugle af disse planeter vender altid mod sin værtsstjerne, mens den anden vender permanent ud i mørket.

Ikke overraskende, "dag"-siden af ​​planeterne bliver meget varmere end natsiden, og det varmeste punkt af alle har en tendens til at være det sted, der er tættest på stjernen. Astrofysikere teoretiserer og observerer, at disse planeter også oplever stærke vinde, der blæser østpå nær deres ækvator, som nogle gange kan forskyde hot spot mod øst.

I det mystiske tilfælde af exoplaneten CoRoT-2b, imidlertid, hot spot viser sig at ligge i den modsatte retning:vest for midten. Et forskerhold ledet af astronomer ved McGill Universitys McGill Space Institute (MSI) og Institut for forskning på exoplaneter (iREx) i Montreal gjorde opdagelsen ved hjælp af NASAs Spitzer Space Telescope. Deres resultater er rapporteret 22. januar i tidsskriftet Natur astronomi .

Forkert vind

"Vi har tidligere studeret ni andre varme Jupiter, gigantiske planeter, der kredser super tæt på deres stjerne. I alle tilfælde, de har haft vinde, der blæser mod øst, som teori ville forudsige, " siger McGill-astronom Nicolas Cowan, medforfatter på studiet og forsker ved MSI og iREx. "Men nu, naturen har kastet os en kurvekugle. På denne planet, vinden blæser den forkerte vej. Da det ofte er undtagelserne, der beviser reglen, vi håber, at undersøgelse af denne planet vil hjælpe os med at forstå, hvad der får varme Jupiters til at tikke."

CoRoT-2b, opdaget for ti år siden af ​​en fransk-ledet rumobservatoriemission, er 930 lysår fra Jorden. Mens mange andre varme Jupitere er blevet opdaget i de senere år, CoRoT-2b er fortsat med at fascinere astronomer på grund af to faktorer:dens oppustede størrelse og det forvirrende spektrum af lysemissioner fra dens overflade.

"Begge disse faktorer tyder på, at der sker noget usædvanligt i atmosfæren i denne varme Jupiter, " siger Lisa Dang, en McGill ph.d.-studerende og hovedforfatter af det nye studie. Ved at bruge Spitzers infrarøde array-kamera til at observere planeten, mens den fuldførte et kredsløb om sin værtsstjerne, forskerne var i stand til at kortlægge planetens overfladelysstyrke for første gang, afslører det vestlige hot spot.

Nye spørgsmål

Forskerne tilbyder tre mulige forklaringer på den uventede opdagelse - som hver især rejser nye spørgsmål:

• Planeten kunne dreje så langsomt, at en rotation tager længere tid end en hel bane om dens stjerne; dette kunne skabe vinde, der blæser mod vest i stedet for øst - men det ville også undergrave teorier om planet-stjerne gravitationel interaktion i så snævre baner.
• Planetens atmosfære kunne interagere med planetens magnetfelt for at ændre dens vindmønster; dette kunne give en sjælden mulighed for at studere en exoplanets magnetfelt.
• Store skyer, der dækker den østlige side af planeten, kunne få den til at se mørkere ud, end den ellers ville have gjort - men det ville undergrave de nuværende modeller for atmosfærisk cirkulation på sådanne planeter.

"Vi har brug for bedre data for at kaste lys over de spørgsmål, som vores konstatering rejser, " siger Dang. "Heldigvis, James Webb rumteleskopet, planlagt til lancering næste år, skal være i stand til at løse dette problem. Bevæbnet med et spejl, der har 100 gange så stor samleevne som Spitzers, det burde give os udsøgte data som aldrig før."