Uvek je mračno i olujno na noćnoj strani egzoplanete Astrolabos.
Tamo, u trajnoj senci okrenutoj od svoje zvezde domaćina VASP-43, nebo gasnog giganta poznatog i kao VASP-43b prekriveno je oblacima, ali to nije sve. Egzoplaneta je toliko blizu zvezdi da njena temperatura, čak i noću, gori od toplote koja isparava stenu – što znači da su ti oblaci verovatno sastavljeni od minerala.
„Sa novom snagom posmatranja JVST-a, VASP-43b je otkriven do neviđenih detalja“, kaže astronom Laura Kreidberg sa Instituta Maks Plank za astronomiju (MPIA) u Nemačkoj.
„Vidimo složen, negostoljubiv svet, sa besnim vetrovima, ogromnim temperaturnim promenama i oblacima koji su verovatno napravljeni od kapljica stena. VASP-43b je podsetnik na širok spektar klimatskih uslova koji su mogući na egzoplanetama i na mnoge načine na koje Zemlja je poseban.“
Astrolabos je otkriven 2011. godine i u to vreme je to bila najbliža ‘vruća Jupiterova’ egzoplaneta ikada otkrivena, svet veličine i mase Jupitera, ali sa periodom orbite od samo 19,2 sata.
Ovi vreli Jupiteri su nešto kao zagonetka: prema našem razumevanju formiranja planeta, oni su previše blizu svojih zvezda da bi se formirali u tom položaju, jer bi radijacija i vetrovi sa zvezde sprečili svaki pokušaj da se to uradi u pupoljak. Ovo sugeriše da su se formirali na većoj udaljenosti i nekako se pomerili u spiralu prema unutra.
Sada smo pronašli dovoljno vrućih Jupitera da sugerišemo da ovaj proces ne sme biti neuobičajen. Njihova svojstva čine ih odličnim laboratorijama za proučavanje vanzemaljskih planetarnih sistema. Mnogi od njih prolaze kroz svoje zvezde domaćine – odnosno prolaze između nas i zvezde na svom orbitalnom putu. A kratke orbite znače da to rade mnogo.
To znači da možemo ispitati njihovu atmosferu. Kada vreli Jupiter prođe između nas i zvezde, deo svetlosti zvezde putuje kroz atmosferu egzoplanete, gde neke talasne dužine apsorbuju ili pojačavaju atomi i molekuli. Naučnici mogu da pogledaju spektar svetlosti da vide koje su talasne dužine jače ili slabije i da odrede koji elementi postoje koji menjaju svetlost.
Promene u tome koliko je sjajna svetlost zvezde i kako se ona menja u elektromagnetnom spektru, takođe mogu otkriti koliko svetlosti emituje egzoplaneta, kada se oduzme reflektovana svetlost zvezde, da bi se otkrilo koliko toplote ta egzoplaneta daje.
Signali su, međutim, veoma, veoma mali, i tu su kratki orbitalni periodi korisni: signali se mogu pojačati slaganjem podataka višestrukih tranzita, ili se ceo orbitalni period može posmatrati jednim potezom.
Ova vrsta analize je ranije obavljena za Astrolabos korišćenjem Hubble podataka; astronomi su u to vreme pronašli dokaze vodene pare u atmosferi egzoplanete. Sada je moćniji svemirski teleskop Džejms Veb isprobao i znamo mnogo više o tome šta čini atmosferu Astrolabosa.
Koristeći JVST posmatranja srednjeg infracrvenog spektra, naučnici su uspeli da izmere temperaturu egzoplanete. Pošto je tako blizu svoje zvezde, Astrolabos je ono što zovemo „zaključan plimom“: jedna strana je stalno okrenuta ka zvezdi, gori na dnevnom svetlu, a druga je u trajnoj noći. Postoji strm temperaturni gradijent između dve hemisfere. Dnevna strana gori na 1.250 stepeni Celzijusa (2.282 Farenhajta), dok je noćna niža od polovine te temperature, na 600 stepeni Celzijusa (1.112 Farenhajta).
Ovo je mnogo strmiji gradijent nego što bi se očekivalo za čistu atmosferu bez oblaka. Računarsko modeliranje je to potvrdilo: relativno hladnija noćna strana Astrolabosa verovatno ima oblake visoko u atmosferi, blokirajući veći deo infracrvenog zračenja koje dolazi odozdo. Nasuprot tome, dnevna strana je bez oblaka; previše vruće da bi se mogli stvoriti oblaci.
Podaci JVST-a takođe su dali bolji uvid u sastav atmosfere egzoplanete. Potvrdilo je prisustvo vode; ali i potraga za metanom nije dala ništa, što je bilo iznenađenje. Očekuje se da će se metan formirati na noćnoj strani vrućih Jupitera iz reakcija koje uključuju ugljen monoksid i vodonik.
Nedostatak metana na Astrolabosu verovatno ima veze sa njegovim temperaturnim gradijentom, koji bi generisao snažne vetrove do 9.000 kilometara (5.000 milja) na sat. Ovo bi izbacilo sve što je potrebno za stvaranje metana pored noćne strane tako brzo da molekul bukvalno ne bi imao vremena da se formira.
„Ako vetrovi pomeraju gas sa dnevne na noćnu stranu i nazad dovoljno brzo“, objašnjava astronom Džoana Barstou sa Otvorenog univerziteta u Velikoj Britaniji, „nema dovoljno vremena da očekivane hemijske reakcije proizvedu detektivne količine metana na noćna strana“.
Ovo sugeriše da je atmosfera Astrolabosa hemijski konzistentna u celosti, zaključak koji se nije mogao izvući iz prethodnih merenja. Ali iznenađenja koja su istraživači pronašli u toj atmosferi takođe sugerišu da treba da budemo oprezni u stvaranju pretpostavki o tome šta bi egzoplanete mogle da rade.
Buduća istraživanja, kažu, trebalo bi da pokušaju da istraže šire efekte asimetričnog grejanja na ekstremne, vanzemaljske svetove.
