Strălucirea unei exoplanete poate proveni din lumina stelelor care se reflectă în fierul lichid

Pentru toată gloria –

Un fenomen numit „glorie” s-ar putea întâmpla pe o planetă gigantică fierbinte.

Există curcubee pe lumi îndepărtate? Multe fenomene care se întâmplă pe Pământ, cum ar fi ploaia, uraganele și aurore— apar și pe alte planete din Sistemul nostru Solar, dacă condițiile sunt potrivite. Acum avem dovezi din afara sistemului nostru solar că o exoplanetă deosebit de ciudată ar putea chiar să afișeze ceva apropiat de un curcubeu.

Apărând pe cer ca un halou de culori, un fenomen numit „glorie” are loc atunci când lumina lovește norii formați dintr-o substanță omogenă sub formă de picături sferice. Ar putea fi explicația unui mister în ceea ce privește observațiile de exoplanete WASP-76B. S-a observat, de asemenea, că această planetă, un gigant gazos arzător care se confruntă cu ploaia de fier topit, s-a observat că are mai multă lumină pe terminatorul ei estic (o linie folosită pentru a separa partea zi de partea nopții) decât terminatorul său vestic. De ce era mai multă lumină pe o parte a planetei?

După ce l-a observat cu telescopul spațial CHEOPS, apoi combinând asta cu observațiile anterioare de la Hubble, Spitzer și TESS, o echipă de cercetători de la ESA și de la Universitatea din Berna din Elveția consideră acum că cel mai probabil motiv pentru lumina suplimentară este o glorie. .

Văzând lumina

Pe parcursul a trei ani, CHEOPS a făcut 23 de observații ale WASP-76B atât în ​​lumină vizibilă, cât și în infraroșu. Acestea au inclus curbe de fazătranzite și eclipse secundare. Curbele de fază sunt observații continue care urmăresc revoluția completă a unei planete și arată modificări ale fazei acesteia sau ale părții din latura sa iluminată care se află în fața telescopului. Telescopul poate vedea mai mult sau mai puțin din acea parte în timp ce planeta orbitează în jurul stelei sale. Curbele de fază pot determina modificarea luminozității totale a planetei și a stelei pe măsură ce planeta orbitează.

Eclipsele secundare au loc atunci când o planetă trece în spatele stelei gazdă și este eclipsată de aceasta. Lumina văzută în timpul unei astfel de eclipse poate fi mai târziu comparată cu lumina totală atât înainte, cât și după ocultare, pentru a ne oferi o senzație a luminii care se reflectă de pe planetă. Jupiteri fierbinți precum WASP-76B sunt observați în mod obișnuit prin eclipsele secundare.

Observațiile curbei de fază pot continua în timp ce planeta își eclipsează steaua. În timp ce observa curba de fază a lui WASP-76B, CHEOPS a văzut un exces de lumină pre-eclipsă pe partea sa de noapte. Acest lucru a fost observat și în observațiile TESS ale curbei de fază și ale eclipsei secundare care au fost făcute mai devreme.

Sfârșitul curcubeului?

Un avantaj al lui WASP-76b este că este un Jupiter ultra-fierbinte, așa că cel puțin partea sa de zi nu are norii și ceața care deseori ascund atmosferele Jupiter-ului fierbinte mai rece. Acest lucru face emisiile atmosferice mult mai ușor de detectat. Că am observat deja o asimetrie a conținutului de fier între terminatorii de zi și de noapte, descoperită într-un studiu anterior, a făcut planeta deosebit de interesantă. Nu era mult fier gazos în atmosfera superioară a limbului din partea de zi, în comparație cu cea a membrului din partea de noapte. Acest lucru se datorează probabil că plouă cu fier pe partea de zi a lui WASP-76b, care apoi se condensează în nori de fier pe partea de noapte.

Observațiile de la Hubble au sugerat că inversiunea termică – când aerul de lângă suprafața unei planete începe să se răcească – are loc pe partea de noapte. Răcirea pe acea parte ar provoca fierul care anterior s-a condensat în nori, a plouat pe partea de zi și apoi s-a evaporat de la căldura intensă pentru a se condensa din nou. Picăturile de fier lichid pot forma apoi nori.

Acești nori sunt critici, deoarece lumina de la steaua gazdă, care se reflectă în aceste picături din acei nori, poate crea efectul unei glorii.

„Explicarea observației cu efectul de glorie ar necesita picături sferice de aerosoli și nori de formă sferică foarte reflectorizante în emisfera estică a planetei”, au spus cercetătorii într-o lucrare publicată recent în Astronomy & Astrophysics.

Gloriile au mai fost văzute în afara Pământului. De asemenea, se știe că se formează în norii Venus. La fel ca WASP-76b, pe Venus a fost observată mai multă lumină pre-eclipsă, așa că, în timp ce o glorie este aproape definitivă pentru exoplanetă, observațiile viitoare cu un telescop mai puternic ar putea ajuta la determinarea cât de similar este fenomenul de pe WASP-76 cu cel de pe WASP-76. Venus. Dacă se potrivesc, aceasta va fi prima glorie observată vreodată pe o exoplanetă.

Dacă cercetările viitoare găsesc o modalitate certă de a spune dacă aceasta este într-adevăr o glorie, aceste fenomene ne-ar putea spune mai multe despre structura atmosferică a exoplanetelor, în funcție de tipurile de elemente sau molecule pe care lumina se reflectă. S-ar putea chiar să dezvăluie prezența apei, ceea ce ar putea însemna locuibilitate. În timp ce gloria ipotetică pe WASP-76b nu a fost demonstrată definitiv, este orice altceva decât un curcubeu în întuneric.

Astronomie și astrofizică, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202348270