Astronomer opdager potentiel herlighedseffekt på en helvedes fjern verden for første gang
Potentielle tegn på den regnbuelignende "herlighedseffekt" er blevet opdaget på en planet uden for vores solsystem. Glory er farverige koncentriske ringe af lys, der kun forekommer under særlige forhold.
Data fra ESA's følsomme Characterizing ExOplanet Satellite, Cheops, sammen med flere andre ESA- og NASA-missioner, tyder på, at dette delikate fænomen stråler direkte mod Jorden fra den helvedes atmosfære af den ultravarme gasgigant WASP-76b, 637 lysår væk.
Set ofte på Jorden, er effekten kun blevet fundet én gang på en anden planet, Venus. Hvis det bekræftes, vil denne første ekstrasolære herlighed afsløre mere om denne forvirrende exoplanets natur med spændende lektioner i, hvordan man bedre kan forstå mærkelige, fjerne verdener.
Data fra Cheops og dets venner tyder på, at mellem den ulidelige varme og lys fra exoplaneten WASP-76bs solbeskinnede ansigt og den endeløse nat med dens mørke side, kan være den første ekstrasolare "herlighed". Effekten, der ligner en regnbue, opstår, når lys reflekteres fra skyer, der består af et helt ensartet, men indtil videre ukendt stof.
"Der er en grund til, at ingen herlighed før er set uden for vores solsystem - det kræver meget ejendommelige forhold," forklarer Olivier Demangeon, astronom ved Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Institutet for Astrofysik og Rumvidenskab) i Portugal og hovedforfatter af undersøgelsen.
"For det første har du brug for atmosfæriske partikler, der er tæt på perfekt sfæriske, fuldstændig ensartede og stabile nok til at blive observeret over lang tid. Planetens nærliggende stjerne skal skinne direkte på den, med observatøren - her Cheops - på netop rigtige orientering."
Hvis den bekræftes, ville denne første exoplanetariske herlighed være et smukt værktøj til at forstå mere om planeten og stjernen, der dannede den.
"Det, der er vigtigt at huske på, er det utrolige omfang af det, vi er vidne til," forklarer Matthew Standing, en ESA Research Fellow, der studerer exoplaneter.
"WASP-76b er flere hundrede lysår væk - en intenst varm gasgigantplanet, hvor det sandsynligvis regner med smeltet jern. På trods af kaosset ser det ud til, at vi har opdaget de potentielle tegn på en herlighed. Det er et utroligt svagt signal."
Dette resultat demonstrerer styrken af ESA's Cheops-mission til at opdage subtile, aldrig set-før-fænomener i fjerne verdener.
En helvedes planet med skæve lemmer
WASP-76b er en ultravarm Jupiter-lignende planet. Selvom den er 10 % mindre massiv end vores stribede fætter, er den næsten dobbelt så stor. Exoplaneten kredser stramt om sin værtsstjerne tolv gange tættere på end det brændte Merkur kredser om vores sol, og exoplaneten "pustes op" af intens stråling.
Siden dens opdagelse i 2013 er WASP-76b kommet under intens granskning, og der er dukket et bizart helvedes billede op. Den ene side af planeten vender altid mod solen og når temperaturer på 2.400°C. Her smelter og fordamper elementer, der ville danne sten på Jorden, for kun at kondensere på den lidt køligere natside og skabe jernskyer, der drypper smeltet jernregn.
Men videnskabsmænd er blevet forundret over en tilsyneladende asymmetri eller skævhed i WASP-76bs "lemmer" - dens yderste områder set, når den passerer foran værtsstjernen.
Data fra forskellige ESA- og NASA-missioner inklusive TESS, Hubble og Spitzer blev også analyseret i denne afslørende undersøgelse, men det var da ESA's Cheops og NASA's TESS arbejdede sammen, at antydninger af herlighedsfænomenet begyndte at dukke op.
Cheops overvågede intensivt WASP-76b, da den passerede foran og omkring sin sollignende stjerne. Efter 23 observationer over tre år viste dataene en overraskende stigning i mængden af lys, der kommer fra planetens østlige "terminator" - grænsen, hvor nat møder dag. Dette gjorde det muligt for videnskabsmænd at skille sig ud og begrænse oprindelsen af signalet.
"Det er første gang, at en så skarp ændring er blevet opdaget i lysstyrken på en exoplanet, dens 'fasekurve'," forklarer Olivier.
"Denne opdagelse får os til at antage, at denne uventede glød kan være forårsaget af en stærk, lokaliseret og anisotropisk (retningsafhængig) refleksion - herlighedseffekten."
Såd i WASP-76bs reflekterede herlighed
Mens herlighedseffekten skaber regnbue-lignende mønstre, er de to ikke ens. Regnbuer dannes, når sollys passerer gennem et medie med en vis tæthed til et medium med en anden densitet - for eksempel fra luft til vand - hvilket får dens vej til at bøje (brydes). Forskellige bølgelængder bøjes i forskellige mængder, hvilket får hvidt lys til at opdeles i dets forskellige farver og skabe den velkendte runde bue af en regnbue.
Herlighed dannes dog, når lys passerer mellem en smal åbning, for eksempel mellem vanddråber i skyer eller tåge. Igen er lysets vej bøjet (i dette tilfælde diffrakteret), hvilket oftest skaber koncentriske ringe af farver, hvor interferens mellem lysbølger skaber mønstre af lyse og mørke ringe.
Hvad den første vidtstrakte herlighed ville betyde
Bekræftelse af herlighedseffekten ville betyde tilstedeværelsen af skyer, der består af perfekt sfæriske dråber, som har varet i mindst tre år eller konstant genopfyldes. For at sådanne skyer kan fortsætte, skal atmosfærens temperatur også være stabil over tid – et fascinerende og detaljeret indblik i, hvad der kunne foregå ved WASP-76b.
Det er vigtigt, at det at være i stand til at opdage sådanne små vidundere så langt væk vil lære videnskabsmænd og ingeniører, hvordan man opdager andre svære at se, men kritiske fænomener. For eksempel sollys, der reflekteres fra flydende søer og oceaner - et krav for beboelighed.
Et strålende bevis i horisonten
"Yderligere bevis er nødvendig for at sige endegyldigt, at dette spændende 'ekstra lys' er en sjælden herlighed," forklarer Theresa Lüftinger, projektforsker for ESA's kommende Ariel-mission.
"Opfølgningsobservationer fra NIRSPEC-instrumentet ombord på NASA/ESA/CSA James Webb-rumteleskopet kunne gøre lige arbejdet. Eller ESA's kommende Ariel-mission kunne bevise sin tilstedeværelse. Vi kunne endda finde mere strålende afslørende farver, der skinner fra andre exoplaneter."
Olivier konkluderer:"Jeg var involveret i den første påvisning af asymmetrisk lys, der kom fra denne mærkelige planet - og lige siden har jeg været så nysgerrig efter årsagen. Det har taget noget tid at komme hertil, med øjeblikke, hvor jeg spurgte mig selv - 'Hvorfor insisterer du på det her. Det er måske bedre at gøre noget andet med din tid.' Men da denne funktion dukkede op ud af dataene, var det sådan en speciel følelse - en særlig tilfredsstillelse, der ikke sker hver dag."
Forskningen er publiceret i tidsskriftet Astronomy &Astrophysics .
Flere oplysninger: O. D. S. Demangeon et al., Asymmetri i den øvre atmosfære af den ultravarme Jupiter WASP-76 b, Astronomy &Astrophysics (2024). doi.org/10.1051/0004-6361/202348270
Journaloplysninger: Astronomi og astrofysik
Leveret af European Space Agency
Varme artikler
-
Astronauter ankommer til NASAs første hjemmelancering i årtiNASA-astronauterne Bob Behnken, venstre, og Doug Hurley vinker, da de forlader en pressekonference, efter de ankom til Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Fla., Onsdag, 20 maj, 2020. De to astronau -
Astronomer bekræfter eksistensen af to gigantiske nyfødte planeter i PDS 70-systemetKunstnerens indtryk af PDS 70 systemet. De to planeter ses rydde et hul i den protoplanetariske skive, hvorfra de blev født. Planeterne opvarmes af indfaldende materiale, som de aktivt ophober sig og -
Kæmpe magnetiske reb set i Whale Galaxys glorieSammensat billede af galaksen NGC 4631, Hvalgalaksen, afslører store magnetiske strukturer. Kredit:Jayanne English fra University of Manitoba, med NRAO VLA-radiodata fra Silvia Carolina Mora-Partiarr -
Et skift på 70 grader på Jupiters iskolde måne Europa var den sidste begivenhed, der brækkede de…Perspektivbilleder af brud på overfladen af Europa dannet under ægte polarvandring. De store revner, der krydser scenen fra venstre til øverste højre, er ~3 kilometer (1,9 miles) brede og 200 meter
- Konstruerede metasurfaces erstatter tape i specialiseret mikroskop
- Mørkt stof rammer måske den rigtige tone i små galakser
- Twitter tredobler overskuddet, global brugerbase stabil
- Sporing af urban gentrificering, en bygning ad gangen
- Snurrer mod robust mikrobølge generation på nano skala
- Interaktion mellem klimafaktorer og tidsskala påvirker vurderingen af ekstrem tørke i Kina