Predstavljajte si planet, kjer je deževalo železo. Sliši se nemogoče. Toda na enem oddaljenem eksoplanetu, ki je plimsko pritrjen na svojo zvezdo, se mora nočna stran boriti z nalivom železa.
Planet se imenuje WASP-76b in je od nas oddaljen približno 390 svetlobnih let v ozvezdju Ribi. Odkrili so ga leta 2013 in je edini znani planet, ki kroži okoli zvezde WASP-76 . To je ogromen planet in dnevna temperatura lahko doseže 2400 Celzija (4350 F), kar je dovolj vroče, da ne samo stopi železo, ampak tudi razdeli molekule na atome.
'Lahko bi rekli, da ta planet zvečer dežuje, le da dežuje železo.'
Profesor David Ehrenreich, glavni avtor.
Nova študija, objavljena v Nature, opisuje naravo planeta, ki ga povzroča železov dež. Študija nosi naslov » Nočna kondenzacija železa v ultra vročem velikanskem eksoplanetu .” Glavni avtor je David Ehrenreich, profesor na Oddelku za astronomijo na Fakulteti za naravoslovje na Univerzi v Ženevi v Švici.
Planet je odkril WASP, Širokokotno iskanje planetov . V prejšnja študija identificirali so ga kot obsevano in napihnjeno Vroč Jupiter . Vroči Jupitri so klasifikacija eksoplanetov, ki so podobni Jupitru, vendar krožijo zelo blizu svojih gostiteljskih zvezd in imajo zelo visoke površinske temperature.
Umetnikov vtis »vroči Jupiter«, plinastega velikana, ki kroži okoli sonca na delčku razdalje med Zemljo in Soncem. Zasluge: ESA/ATG medialab
Vroči Jupitri so eksotična vrsta planetov v primerjavi s planeti v našem Osončju. Toda Wasp-76b je eksotika, tudi za vroč Jupiter. 'Lahko bi rekli, da ta planet zvečer dežuje, le da dežuje železo,' pravi Ehrenreich, prvi avtor študije.
To odkritje je bilo narejeno z IZRAŽEN instrument na zelo velikem teleskopu (VLT) Evropskega južnega observatorija (ESO). ESPRESSO je kratica za Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanetes and Stable Spectroscopic Opservations. To je spektrograf visoke ločljivosti, ki lahko deluje s svetlobo iz enega samega štirje 8,2-metrski teleskopi ki sestavljajo VLT. Lahko pa deluje z več svetlobe, do vseh štirih teleskopov v objektu.
Štirje teleskopi enote, ki sestavljajo ESO-jev zelo velik teleskop, na Observatoriju Paranal> Slika: ESO/H.H.Heyer [CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], prek Wikimedia Commons
Nenavaden planet je plimsko pritrjen na svojo zvezdo. Tako kot naša Luna, je njena dolžina dneva enaka njenemu letu: traja toliko časa, da obkroži svojo zvezdo, kot da opravi en obrat. In ker je tako blizu svoji zvezdi, to vodi v nekaj čudnih in eksotičnih razmer, ki jim težko rečemo vreme.
Zvezda obrnjena stran prejme ogromno količino insolacija . Toda v preobratu Jekyll in Hyde je druga stran v temi. Kaj to pomeni?
'Z drugimi besedami, na nočni strani tega ekstremnega eksoplaneta dežuje železo.'
Christophe Lovis, Univerza v Ženevi, vodilni analitik podatkov pri ESPRESSO
To pomeni, da se sončna stran peče pri dovolj visoki vročini, da se železo stopi, ne v tekočino, ampak v paro. Pomeni tudi, da se uparjeno železo odpihne z vroče dnevne strani na veliko hladnejšo nočno stran, kjer pada kot dež. In ESPRESSO je zaznal to paro, kjer se srečata večerna in sončna stran.
'Presenetljivo pa je, da zjutraj ne vidimo železove pare na drugi strani planeta,' pravi Christophe Lovis, raziskovalec pri UNIGE in analitik vodilnih podatkov pri ESPRESSO. »Ugotovitev je, da se je železo ponoči zgostilo. Z drugimi besedami, na nočni strani tega ekstremnega eksoplaneta dežuje železo.
Instrument ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Opservations) zbira svetlobo iz vseh štirih 8,2-metrskih teleskopov ESO-jevega zelo velikega teleskopa v Čilu. Kombinirano območje za zbiranje svetlobe je največji optični teleskop, ki obstaja. Slika: ESO/L. Calcada
Odkritje železnega dežja WASP-76b sega v leto 2018 in prva opazovanja z ESPRESSO. Železni dež, čeprav šokanten in nenavaden z zemeljske perspektive, je v skladu z napovedmi.
Planeti z izjemno visoko insolacijo naj bi bili brez oblakov in na njih prevladujejo atomske vrste. Na veliko hladnejši nočni strani se pričakuje, da se bodo te vrste ponovno združile v molekule. To je zelo smiselno.
Vendar ga še nikoli niso zaznali.
V tem primeru je ESPRESSO zaznal nevtralni signal absorpcije železa, zamaknjen v modro na zadnji strani. V svojem prispevku avtorji pojasnjujejo, da je to mogoče 'pojasniti s kombinacijo vrtenja planetov in vetra, ki piha z vročega dneva.' In po drugi strani, '... z nočne strani blizu jutranjega terminatorja se ne pojavi noben signal, ki kaže, da atomsko železo tam ne absorbira zvezdne svetlobe.'
Zaklepanje plimovanja ni redko. Na primer, Pluton in njegova luna Charon sta plimsko povezana drug z drugim, prav tako Zemlja in Luna. Zasluge: NASA/JHUAPL/SwRI
To vodi do edinega resničnega zaključka: 'Železo se mora tako zgostiti med potovanjem čez nočno stran.'
WASP-76b in drugi vroči Jupiterji kažejo krivulje toplotne faze, ki nakazujejo nočne oblake. Avtorji sklepajo, da bi 'na WASP-76b in podobno vročih planetih lahko te oblake naredili iz železovih kapljic, saj je tekoče železo najbolj stabilen visokotemperaturni kondenzat, ki vsebuje železo. Zato bi lahko dobesedno deževalo železo na nočni strani WASP-76b.'
Instrument ESPRESSO je bil prvotno zasnovan kot metoda za odkrivanje novih planetov in za karakterizacijo znanih. Vendar se je naredilo veliko več.
»Že zgodaj smo razmišljali, da bi lahko instrument uporabili ne le za odkrivanje novih planetov, ampak tudi za karakterizacijo tistih, ki so že znani. Vendar se do leta 2018 nismo zavedali, kako močan je bil ESPRESSO na tem področju,« pojasnjuje Francesco Pepe, profesor na Oddelku za astronomijo Fakultete za naravoslovje pri UNIGE in glavni raziskovalec konzorcija ESPRESSO.
'Zahvaljujoč tej tehnologiji imamo zdaj popolnoma nov način sledenja podnebju najbolj ekstremnih eksoplanetov,' zaključuje David Ehrenreich.
Več:
- Izjava za javnost: Železen dež zvečer na velikanskem eksoplanetu
- Raziskovalna naloga: Nočna kondenzacija železa v ultra vročem velikanskem eksoplanetu
- Vesolje danes: Ta planet je tako kovinski. Hlapi železa in titana, najdeni v ozračju 'ultra vročega Jupitra'
