A Halak csillagképben a forró Jupiter 640 fényévnyire fekszik a Földtől.
A WASP-76b gázóriás mindössze 1,8 napos szédítő pályán kering csillagának körül, 2400 Celsius-fokot meghaladó hőmérsékleten – elég forrón ahhoz, hogy a vas elpárologjon.
De amikor a nap éjszakára változik, a hőmérséklet elég gyorsan csökken ahhoz, hogy a vasgőz ismét égő folyadékká kondenzálódjon, amely aztán a bolygó belsejébe áramlik.
“Mondhatjuk, hogy ezen a bolygón este esik, vas eső” – mondta David Ehrenreich asztrofizikus a svájci Genfi Egyetemről.
A WASP-76b bolygó, amelyet még 2016-ban jelentettek be, egy olyan bolygó, amely forró Jupiter néven ismert. Ez valamivel kisebb, mint a Jupiter tömege, de duzzadtabb és „bolyhosabb”, körülbelül 1,8-szorosa a Jupiter méretének.
Csillagától 5 millió kilométerre található, amely nagyobb és forróbb, mint a mi Napunk – a Nap tömegének 1,5-szerese, 1,8-szor melegebb, körülbelül 6055 fokos hőmérséklettel (a Nap 5504 Celsius fok).
Így a bolygó nemcsak perzisztáló sugárzásnak van kitéve, ezerszer nagyobb, mint a Föld sugárzása a Napból, hanem árapályhoz kötött is. Ekkor a keringő test egyik oldala mindig az objektum felé néz, amely körül forog – közeli példaként a Hold rendesen a Földhöz van kötve.
A WASP-76b esetében ez azt jelenti, hogy az egyik oldal az örök napon, a másik pedig az örök éjszakán van, jelentős hőmérséklet-különbség van közöttük. Nappal 2400 Celsius fok, éjszaka pedig 1500 Celsius fok.
Nem ez a valaha felfedezett legforróbb exobolygó – ezt a koronát a KELT-9b viseli, olyan forró exobolygó, amely szó szerint elpárolog -, de határozottan nagyobb.
A szimulációk azt sugallják, hogy az olyan bolygókon, mint a WASP-76b, a két oldal közötti szélsőséges hőmérsékleti különbségeknek erős szelet kell okozniuk. Ennek és a bolygó forgásának el kell tolnia a vasgőzt a bolygó körül, és a nappali atomok rekombinálódnak molekulákká az éjszakai oldalon.
Azonban ezt az elvárást alátámasztó bizonyítékokat – például kémiai gradienst – nem sikerült beszerezni. Tehát Ehrenreich és csapata úgy döntött, hogy közelebbről megvizsgálja. Konkrétan a terminátorokat – az éjszaka és a nappali vonalak közötti vonalak – akarták tanulmányozni, hogy lássák, vannak-e aszimmetrikus kémia. Ez megerősítené a fém eső elméletét is.
Nagyon diszpergált spektroszkópiával elemezték a bolygó széle körüli fényt, és aláírásokat kerestek a spektrumban, jelezve, hogy az elem blokkolja a fény egy részét. És megtalálták őket. Az esti terminátoron – azon a határon, ahol a nap éjszakává válik – erős vasgőz-jelet találtak.
A reggeli terminátoron – azon a határon, ahol az éjszaka nappal lesz – ez az aláírás hiányzott. Ez elég erős bizonyíték a vaseső alátámasztására, mivel a folyékony vas a legstabilabb magas hőmérsékletű vas-kondenzátum.
“A megfigyelések azt mutatják, hogy a WASP-76b forró napján a légkör sok vasgőzt tartalmaz” – mondja Maria Rosa Zapatero Osorio asztrofizikus, a spanyol Asztrobiológiai Központ munkatársa.
Ennek a vasnak egy részét a bolygó forgása és a légköri szel injektálja az éjszakai oldalra. Ott a vas sokkal hűvösebb környezettel találkozik, lecsapódik és esik az eső.
Aztán, mivel a vas kiesett a felső légkörből, nem jelenik meg gőzként a reggeli terminátoron.
Most, hogy a csapat megfigyelései eredményeket hoztak, lehetséges lehet más forró Jupiterek hasonló megfigyelései, amelyek a fémes eső jeleit keresik. És természetesen mindenki nagyon reméli a high-tech James Webb űrtávcső azon képességét, hogy bepillanthasson a különféle exobolygók légkörébe. A távcső várhatóan jövőre kezdi meg működését.
A csillagászok már felfedezték a korundfelhőkkel rendelkező bolygókat – a rubinok és a zafírok építőköveit – és másokat, amelyekben vasfelhők vannak. Alig várjuk, hogy lássuk, milyen más időjárás létezik az univerzumban.
A tanulmány a Nature folyóiratban jelent meg.
Források: Fotó: ESO / M. Kornmesser
