נאס"א השתמשה בטלסקופ החלל ג'יימס ווב כדי לזהות אסימטריה אטמוספרית בכוכב הלכת החוץ-שמשי WASP-107b. תצפית חסרת תקדים זו מגלה הבדלים בטמפרטורה ובתכונות העננים בין הצד המזרחי והמערבי של כוכב הלכת, מה שחשוב להבנת הדינמיקה של אטמוספרות כוכבי לכת חוץ-שמשיים
תגלית פורצת דרך באטמוספרת כוכבי הלכת
חוקרים מאוניברסיטת אריזונה, יחד עם קבוצה בינלאומית של מדענים, צפו באטמוספרה של כוכב לכת חוץ-שמשי חם ונפוח באופן ייחודי, באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א. כוכב הלכת, שגודלו כשל צדק אך מסתו רק עשירית, התגלה כבעל אסימטריה מזרח-מערב באטמוספרה שלו, כלומר קיימים הבדלים משמעותיים בין שני קצות האטמוספרה שלו.
הממצאים פורסמו היום (24 בספטמבר) בכתב העת Nature Astronomy.
חשיפת האסימטריה המזרח-מערבית מהחלל
"זו הפעם הראשונה שאסימטריה מזרח-מערב של כוכב לכת חוץ-שמשי נצפתה כשהוא חוצה את הכוכב שלו, מהחלל", אמר מחבר המחקר הראשי, מתיו מרפי, תלמיד מחקר במצפה הכוכבים סטיוארט של אוניברסיטת אריזונה. חצייה מתרחשת כאשר כוכב לכת עובר מול הכוכב שלו, כמו ירח שחוצה את השמש בזמן ליקוי חמה.
"אני חושב שלתצפיות מהחלל יש יתרונות רבים לעומת תצפיות הנערכות מכדור הארץ", הוסיף מרפי.
חקר הדינמיקה האטמוספרית
אסימטריה מזרח-מערב של כוכב לכת חוץ-שמשי מתייחסת להבדלים בתכונות אטמוספריות כמו טמפרטורה או תכונות העננים, הנצפות בין ההמיספרות המזרחית והמערבית של כוכב הלכת. זיהוי קיום האסימטריה חשוב להבנת האקלים, הדינמיקה האטמוספרית ותבניות מזג האוויר של כוכבי לכת חוץ-שמשיים – כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו.
כוכב הלכת WASP-107b מקובע גאותית לכוכב שלו. כלומר, הוא מציג תמיד את אותו צד לכוכב אותו הוא מקיף. צד אחד של כוכב הלכת תמיד פונה אל הכוכב, בעוד הצד השני תמיד רחוק ממנו, מה שיוצר צד יום קבוע וצד לילה קבוע בכוכב הלכת.
טכניקות מתקדמות עם טלסקופ החלל ג'יימס ווב
מרפי וצוותו השתמשו בטכניקת ספקטרוסקופיית מעבר עם טלסקופ החלל ג'יימס ווב. זהו הכלי המרכזי בו משתמשים אסטרונומים כדי להבין ממה מורכבות האטמוספרות של כוכבי לכת אחרים, הסביר מרפי. הטלסקופ לקח סדרת תמונות כשהכוכב חוצה את הכוכב המארח שלו, ובכך קודד מידע על האטמוספרה של הכוכב. בזכות הטכניקות החדשות והדיוק חסר התקדים של טלסקופ ג'יימס ווב, הצליחו החוקרים להפריד בין האותות של הצדדים המזרחי והמערבי של האטמוספרה ולבחון תהליכים מסוימים המתרחשים בה בצורה ממוקדת יותר.
"צילום תצוגות אלו מספר לנו רבות על הגזים באטמוספרה של כוכב הלכת, על העננים, המבנה הכימי וכיצד הכל משתנה בהתאם לכמות אור השמש שהוא מקבל", אמר מרפי.
כוכב הלכת WASP-107b ייחודי בכך שיש לו צפיפות נמוכה מאוד וכבידה יחסית נמוכה, מה שמוביל לאטמוספרה נפוחה יותר מאשר כוכבי לכת חוץ-שמשיים אחרים באותה מסה.
"אין לנו שום דבר דומה לזה במערכת השמש שלנו. זה ייחודי, אפילו בקרב אוכלוסיית כוכבי הלכת החוץ-שמשיים", הוסיף מרפי.
טמפרטורת כוכב הלכת WASP-107b היא כ-470 מעלות צלזיוס – טמפרטורה שהיא בינונית בין כוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו לבין כוכבי הלכת החמים ביותר הידועים.
"באופן מסורתי, שיטות התצפית שלנו לא עובדות כל כך טוב עבור כוכבי לכת בינוניים כאלה, ולכן יש הרבה שאלות פתוחות ומרגשות שנוכל להתחיל לענות עליהן", אמר מרפי. "לדוגמה, חלק מהמודלים שלנו הראו שכוכב לכת כמו WASP-107b לא אמור להציג את האסימטריה הזו בכלל – כך שאנחנו כבר לומדים משהו חדש".
המשך חקר כוכבי הלכת החוץ-שמשיים
חוקרים בוחנים כוכבי לכת חוץ-שמשיים במשך כמעט שני עשורים, ותצפיות רבות מכדור הארץ והחלל סייעו לאסטרונומים לשער כיצד נראית האטמוספרה של כוכבי לכת אלה, אמר תומאס ביטי, מחבר שותף למחקר ופרופסור משנה לאסטרונומיה באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון.
"אבל זו באמת הפעם הראשונה שראינו אסימטריות כאלו באופן ישיר בצורה של ספקטרוסקופיית מעבר מהחלל, שהיא השיטה העיקרית בעזרתה אנו מבינים ממה מורכבות אטמוספרות של כוכבי לכת חוץ-שמשיים – זה באמת מדהים", אמר ביטי.
מרפי וצוותו עובדים כעת על ניתוח נוסף של המידע התצפיתי שברשותם ומתכננים לערוך תצפיות נוספות כדי להבין טוב יותר מה גורם לאסימטריה הזו.
"כמעט כל כוכבי הלכת החוץ-שמשיים לא ניתנים לצפייה ישירה, ובוודאי שאי אפשר לדעת מה קורה בצד אחד לעומת השני", סיכם מרפי. "זו הפעם הראשונה שאנחנו מסוגלים לקחת מבט ממוקד יותר על מה שקורה באטמוספרה של כוכב לכת חוץ-שמשי."
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
משהו בכתבה לא מסתדר לי. אם זה כוכב לכת שצד אחד תמיד פונה לשמש (כוכב) שלו וצד שני לא צפוי לגמרי שיהיו הבדלים קבועים. הצד שפונה לשמש צפוי להיות תמיד יותר חם. כמו יום ולילה.
מפתיע שבמדע לא צופים כך והמודלים לא חוזים זאת…