Gasni divovi koji kruže oko našeg sunca pokazuju jasan obrazac; što je planeta masivnija, manji je procenat „teških“ elemenata (bilo čega osim vodonika i helijuma) u atmosferi planete. Ali u galaksiji, sastav atmosfere džinovskih planeta ne odgovara trendu Sunčevog sistema, otkrio je međunarodni tim astronoma.
Koristeći NASA-in svemirski teleskop Džejms Veb (JVST), istraživači su otkrili da je atmosfera egzoplanete HD149026b, „vrućeg Jupitera“ koji kruži oko zvezde uporedive sa našim Suncem, izuzetno bogata težim elementima ugljenika i kiseonika – daleko iznad onoga što bi naučnici očekujte planetu svoje mase. Pored toga, dijagnostički odnos ugljenik-kiseonik HD149026b, takođe poznat kao „Smertrios“, je povišen u odnosu na naš solarni sistem.
Ovi nalazi, objavljeni u „Visoko atmosfersko obogaćivanje metalom za planetu sa masom Saturna“ u časopisu Nature 27. marta, predstavljaju važan prvi korak ka dobijanju sličnih merenja za veliki uzorak egzoplaneta u cilju traženja statističkih trendova, rekli su istraživači. Oni takođe pružaju uvid u formiranje planeta.
„Izgleda da je svaka džinovska planeta drugačija, a mi počinjemo da uviđamo te razlike zahvaljujući JVST-u“, rekao je Džonatan Lunin, profesor fizičkih nauka David C. Duncan na Fakultetu umetnosti i nauka i koautor studija. „U ovom radu smo utvrdili koliko molekula ima u odnosu na primarnu komponentu gasa, a to je vodonik, najčešći element u univerzumu. To nam govori dosta o tome kako se ova planeta formirala.“
Džinovske planete našeg Sunčevog sistema pokazuju gotovo savršenu korelaciju između ukupnog sastava i sastava i mase atmosfere, rekao je Džejkob Bin, profesor astronomije i astrofizike na Univerzitetu u Čikagu i glavni autor rada. Ekstrasolarne planete pokazuju mnogo veću raznolikost ukupnih kompozicija, ali naučnici nisu znali koliko su raznoliki njihovi atmosferski sastavi, sve do ove analize HD149026b.
„Definitivno smo pokazali da kompozicije atmosfere džinovskih ekstrasolarnih planeta ne prate isti trend koji je tako jasan na planetama Sunčevog sistema“, rekao je Bin. „Džinovske ekstrasolarne planete pokazuju široku raznolikost u kompozicijama atmosfere pored njihove široke raznolikosti ukupnih kompozicija.“
Smertrios je, na primer, super-obogaćen u poređenju sa svojom masom, rekao je Lunin. „To je masa Saturna, ali izgleda da njegova atmosfera ima čak 27 puta veću količinu teških elemenata u odnosu na vodonik i helijum nego što nalazimo u Saturnu.
Ovaj odnos, nazvan „metaličnost“ (iako uključuje mnoge elemente koji nisu metali), koristan je za poređenje planete sa matičnom zvezdom ili sa drugim planetama u njenom sistemu, rekao je Lunin. Smertrios je jedina poznata planeta u ovom planetarnom sistemu.
Još jedno ključno merenje je odnos ugljenika i kiseonika u atmosferi planete, što otkriva „recept“ originalnih čvrstih materija u planetarnom sistemu, rekao je Lunin. Za Smertrios, to je oko 0,84 — više nego u našem solarnom sistemu. Na našem suncu, to je nešto više od jednog ugljenika na svaka dva atoma kiseonika (0,55).
„Zajedno, ova zapažanja daju sliku diska koji formira planetu sa obilnim čvrstim materijama koje su bile bogate ugljenikom“, rekao je Lunin. „HD149026b je nabavio velike količine ovog materijala dok se formirao.“
Iako obilje ugljenika može izgledati povoljno za šanse za život, visok odnos ugljenika i kiseonika zapravo znači manje vode na planeti ili u planetarnom sistemu – problem za život kakav poznajemo.
Smertrios je zanimljiv prvi slučaj atmosferskog sastava za ovu konkretnu studiju, rekao je Lunin, koji ima planove da posmatra još pet džinovskih egzoplaneta u narednoj godini koristeći JVST. Potrebno je još mnogo zapažanja pre nego što astronomi mogu da otkriju bilo kakve obrasce među džinovskim planetama ili u sistemima sa više džinovskih planeta ili zemaljskih planeta do kompozicione raznolikosti koju astronomi počinju da dokumentuju.
„Poreklo ove raznolikosti je fundamentalna misterija u našem razumevanju formiranja planeta“, rekao je Bin. „Nadamo se da će dalja atmosferska posmatranja ekstrasolarnih planeta sa JVST-om bolje kvantifikovati ovu raznolikost i doneti ograničenja za složenije trendove koji bi mogli postojati.“
