For den varmeste planet, en stor nedsmeltning, viser undersøgelse

I den brændende atmosfære af exoplaneten KELT-9b, selv molekyler rives i stykker.

Massive gasgiganter kaldet "varme Jupiters" - planeter, der kredser for tæt på deres stjerner til at opretholde liv - er nogle af de mærkeligste verdener, der findes uden for vores solsystem. Nye observationer viser, at den varmeste af dem alle er endnu fremmed, tilbøjelige til jordomspændende nedsmeltninger så alvorlige, at de river molekylerne fra hinanden, der udgør dens atmosfære.

Kaldet KELT-9b, planeten er en ultravarm Jupiter, en af ​​flere varianter af exoplaneter – planeter omkring andre stjerner – fundet i vores galakse. Den vejer næsten tre gange massen af ​​vores egen Jupiter og kredser omkring en stjerne omkring 670 lysår væk. Med en overfladetemperatur på 7, 800 grader Fahrenheit (4, 300 grader Celsius) - varmere end nogle stjerner - denne planet er den hidtil varmeste fundet.

Nu, et hold af astronomer, der bruger NASAs Spitzer-rumteleskop, har fundet beviser for, at varmen er for høj, selv til at molekyler kan forblive intakte. Molekyler af brintgas er sandsynligvis revet fra hinanden på dagsiden af ​​KELT-9b, ude af stand til at omformes, før deres usammenhængende atomer flyder rundt til planetens natside.

Selvom det stadig er ekstremt varmt, natsidens let afkøling er nok til at tillade brintgasmolekyler at reformere sig – dvs. indtil de flyder tilbage til dagen, hvor de bliver revet fra hinanden igen.

"Denne slags planet er så ekstrem i temperatur, det er lidt adskilt fra mange andre exoplaneter, " sagde Megan Mansfield, en kandidatstuderende ved University of Chicago og hovedforfatter til et nyt papir, der afslører disse resultater. "Der er nogle andre varme Jupitere og ultravarme Jupitere, der ikke er helt så varme, men stadig varme nok til, at denne effekt burde finde sted."

Fundene, udgivet i Astrofysiske tidsskriftsbreve , fremvise den stigende sofistikerede teknologi og analyse, der er nødvendig for at undersøge disse meget fjerne verdener. Videnskaben er lige begyndt at kigge ind i atmosfæren på exoplaneter, undersøger de molekylære nedsmeltninger af de varmeste og lyseste.

KELT-9b vil forblive fast kategoriseret blandt de ubeboelige verdener. Astronomer blev opmærksomme på dets ekstremt fjendtlige miljø i 2017, da det første gang blev opdaget ved hjælp af Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT)-systemet - en kombineret indsats, der involverer observationer fra to robotteleskoper, en i det sydlige Arizona og en i Sydafrika.

I Astrophysical Journal Letters-undersøgelsen, videnskabsholdet brugte Spitzer-rumteleskopet til at analysere temperaturprofiler fra denne infernalske kæmpe. Spitzer, som foretager observationer i infrarødt lys, kan måle subtile variationer i varme. Gentaget over mange timer, disse observationer giver Spitzer mulighed for at fange ændringer i atmosfæren, når planeten præsenterer sig i faser, mens den kredser om stjernen. Forskellige halvdele af planeten ruller til syne, mens den kredser om sin stjerne.

Det gjorde det muligt for holdet at få et glimt af forskellen mellem KELT-9bs dagside og dens "nat". I dette tilfælde, planeten kredser så tæt om sin stjerne, at et "år" – én gang omkring stjernen – kun tager 1 1/2 dag. Det betyder, at planeten er tidevandslåst, præsenterer ét ansigt til sin stjerne for alle tider (da vores måne kun præsenterer ét ansigt til jorden). På den anden side af KELT-9b, natten varer evigt.

Men gasser og varme strømmer fra den ene side til den anden. Et stort spørgsmål for forskere, der forsøger at forstå exoplanetatmosfærer, er, hvordan stråling og strømning balancerer hinanden.

Computermodeller er vigtige værktøjer i sådanne undersøgelser, viser, hvordan disse atmosfærer sandsynligvis vil opføre sig i forskellige temperaturer. Den bedste pasform til dataene fra KELT-9b var en model, der inkluderede brintmolekyler, der blev revet fra hinanden og samlet igen, en proces kendt som dissociation og rekombination.

"Hvis du ikke tager højde for hydrogendissociation, du får virkelig hurtig vind på [37 miles eller] 60 kilometer i sekundet, " sagde Mansfield. "Det er nok ikke sandsynligt."

KELT-9b viser sig ikke at have store temperaturforskelle mellem dens dag- og natside, antyder varmestrøm fra den ene til den anden. Og "hot spot" på dagen, som formodes at være direkte under denne planets stjerne, blev flyttet væk fra sin forventede position. Forskere ved ikke hvorfor - endnu et mysterium, der skal løses på dette mærkelige, varm planet.