Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, astronomowie odkryli, że dobrze znana „Różowa Planeta” kryje w sobie słoną niespodziankę i egzotyczną chemię atmosferyczną. Odkrycie oznacza postęp w badaniach zimnych obiektów poza Układem Słonecznym.
Odkryta po raz pierwszy w 2013 roku, GJ504b krąży wokół a gwiazda podobna do słońca znajduje się około 57 lat świetlnych od Ziemi. O masie około 25 razy większej niż Jupiterta Różowa Planeta może w ogóle nie być planetą, pomimo swojej nazwy. Zamiast tego może to być a brązowy karzełnieudana gwiazda, która uformowała się jak gwiazda, ale nie była w stanie zgromadzić wystarczającej masy, aby to osiągnąć fuzja jądrowa z wodór w hel w jego rdzeniu. Dlatego astronomowie nazywają ją „towarzyszem o masie planetarnej”, co oznacza obiekt wielkości planety krążący wokół gwiazdy macierzystej.
GJ504b pozostaje jednym z najzimniejszych towarzyszy o masie planetarnej odkrytym za pomocą teleskopów naziemnych, a jego temperatura wynosi około 550 stopni Fahrenheita (290 stopni Celsjusza). Mimo to nadal jest wystarczająco gorąco, aby upiec chleb. Teraz, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) dane pokazują, że zawiera on również kluczowy składnik do wypieku chleba: sól znajdującą się w chmurach atmosferycznych, niepodobną do niczego, co astronomowie widzieli wcześniej.
„Różowa planeta to najzimniejszy towarzysz, jaki kiedykolwiek odkryto za pomocą instrumentów naziemnych” – kierownik zespołu Aneesh Baburaj z Northwestern University – napisano w oświadczeniu. „Wiele zespołów na całym świecie przeprowadziło dalsze obserwacje, aby zbadać jego światło, było ono jednak zbyt słabe dla instrumentów naziemnych. To czyniło go idealnym celem dla JWST.
„Kiedy w końcu uzyskaliśmy widmo, od razu wyglądało interesująco. Kiedy jednak zaczęliśmy głębiej wnikać w dane, zdaliśmy sobie sprawę, że nie przypomina niczego, co analizowaliśmy wcześniej”.
Różowa Planeta jest zimna i stara
Zespół zbadał tego planetarnego towarzysza, mierząc jego słabą emisję promieniowania elektromagnetycznego i odfiltrowując jasny blask swojej gwiazdy macierzystej.
Odkryli, że względny chłód Różowej Planety jest wynikiem wieku planety. Obydwa gazowe olbrzymy i brązowe karły rodzą się niezwykle gorące, ale wraz z wiekiem ochładzają się. W nowych badaniach oszacowano, że wiek GJ504b wynosi od 2,5 do 4 miliardów lat.
Rozbicie światła z Różowej Planety na jednostki długości falzespołowi udało się również określić jego skład chemiczny. Jest to możliwe, ponieważ pierwiastki absorbują i emitują światło o charakterystycznych długościach fal, co oznacza, że pozostawiają „odciski palców” na świetle przechodzącym przez ich atmosferę.
„W przeszłości inni astronomowie obserwowali towarzysza przez całą noc za pomocą największych teleskopów na świecie, aby uzyskać widmo” – powiedział Baburaj. „I nie mogli zobaczyć obiektu. W przypadku JWST cała nasza obserwacja trwała około dwóch godzin i zakończyła się sukcesem”.
Dane JWST ujawniły bogaty koktajl substancji chemicznych w atmosferze Różowej Planety, w skład którego wchodziła woda, dwutlenek węgla, metan i amoniak. Jednak obserwacje te nie pasowały do modelowania atmosfery towarzysza planetarnego, dopóki zespół nie uwzględnił czegoś zupełnie nieoczekiwanego: chmur soli głęboko w atmosferze.
„Przeprowadziliśmy symulacje z chmurami i wyniki były zgodne z tym, co wiemy o zimnych planetach” – powiedział Baburaj. „Próbowaliśmy trzech różnych typów chmur i chmury solne pasowały najlepiej. Kiedy uwzględniliśmy chmury solne, stłumiło to sygnaturę cząsteczek ukrytych głębiej w atmosferze towarzysza. Wtedy wyniki stały się fizycznie możliwe.
„Po raz pierwszy odkryliśmy, że chmury soli mają kluczowe znaczenie dla wyjaśnienia widma obiektu. To dobre przypomnienie, aby uwzględnić chmury w naszych modelach”.
Chociaż ta zagadka może zostać rozwiązana, nadal istnieją pytania dotyczące GJ504b, które zostaną rozwiązane dopiero po dalszym badaniu. Różowa Planeta wydaje się być niezwykle bogata w pierwiastki cięższe od wodoru i helu, które astronomowie nazywają metalami. Oznacza to, że zespół nadal nie jest w stanie ustalić pochodzenia Różowej Planety; czy uformowało się jak planeta czy jak gwiazda?
Oznacza to, że nie są jeszcze całkiem gotowi na ustalenie, czy GJ504b jest gazowym olbrzymem, czy brązowym karłem… a może powinien to być różowy karzeł?
Wyniki badań zespołu opublikowano w czwartek (18 czerwca) w Dziennik astronomiczny .
