Webb-teleskopet giver det første glimt af en exoplanets indre

De nye metanmålinger tyder på, at molekylet omdannes til andre forbindelser, når det strømmer opad fra planetens indre og interagerer med et sammenkogt af andre kemikalier og stjernelys i den øvre atmosfære. Holdet målte også svovldioxid, vanddamp, kuldioxid og kulilte – og fandt ud af, at WASP-107 b har flere tunge grundstoffer end Uranus og Neptun.

Profilen af ​​planetens kemi begynder at afsløre nøglebrikker i puslespillet om, hvordan planetariske atmosfærer opfører sig under ekstreme forhold, sagde Sing. Hans hold vil udføre lignende observationer i løbet af det næste år på yderligere 25 planeter med Webb-teleskopet.

"Vi havde aldrig været i stand til at studere denne blandingsproces i en exoplanetatmosfære i detaljer, så dette vil gå langt i at forstå, hvordan disse dynamiske kemiske reaktioner fungerer," sagde Sing. "Det er noget, vi helt sikkert har brug for, når vi begynder at se på klippeplaneter og biomarkørsignaturer."

Forskere havde spekuleret i, at planetens overoppustede radius skyldtes en varmekilde indeni, sagde Zafar Rustamkulov, en Johns Hopkins-doktorand i planetarisk videnskab, der var med til at lede forskningen. Ved at kombinere atmosfæriske og indre fysikmodeller med Webbs data fra WASP-107 b redegjorde holdet for, hvordan planetens termodynamik påvirker dens observerbare atmosfære.

"Planeten har en varm kerne, og den varmekilde ændrer kemien af ​​gasserne dybere nede, men den driver også denne stærke, konvektive blanding, der bobler op fra det indre," sagde Rustamkulov. "Vi tror, ​​at denne varme får gassernes kemi til at ændre sig, specifikt ødelægger metan og laver forhøjede mængder af kuldioxid og kulilte."

De nye resultater repræsenterer også den klareste forbindelse, videnskabsmænd har været i stand til at skabe om det indre af en exoplanet og toppen af ​​dens atmosfære, sagde Rustamkulov. Sidste år opdagede Webb-teleskopet svovldioxid omkring 700 lysår væk i en anden exoplanet kaldet WASP-39, hvilket gav det første bevis på en atmosfærisk forbindelse skabt af stjernelys-drevne reaktioner.

Johns Hopkins-teamet fokuserer nu på, hvad der kan holde kernen varm, og forventer, at kræfter kan være i spil, der ligner dem, der forårsager høj- og lavvande i Jordens oceaner. De planlægger at teste, om planeten bliver strakt og trukket af sin stjerne, og hvordan det kan forklare kernens høje varme.

Flere oplysninger: En varm Neptuns metan afslører kernemasse og kraftig atmosfærisk blanding, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07395-z. www.nature.com/articles/s41586-024-07395-z

Journaloplysninger: Natur

Leveret af Johns Hopkins University