Η διερεύνηση των ατμοσφαιρών των εξωπλανητών με περισσότερες λεπτομέρειες ήταν ένα έργο που πάντα περίμεναν οι πλανητικοί επιστήμονες κατά τη διάρκεια της μακράς αναμονής που το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) βρισκόταν σε ανάπτυξη. Τώρα, η υπομονή τους αποδίδει επιτέλους καρπούς. Ειδήσεις για ανακαλύψεις ατμόσφαιρας σε εξωπλανήτες με χρησιμοποίηση δεδομένων από το JWST έρχονται σχεδόν κάθε εβδομάδα, και αυτή η εβδομάδα δεν αποτελεί εξαίρεση. Μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature από συγγραφείς από μερικές δεκάδες επιστημονικά κέντρα περιγράφει για πρώτη φορά τις ατμοσφαιρικές διαφορές μεταξύ της «πρωινής» και της «βραδινής» πλευράς ενός «παλιρροιακά κλειδωμένου» πλανήτη.

Αρχικά, ας διευκρινίσουμε τι σημαίνουν οι «πρωινές» και «βραδυνές» πλευρές ενός τέτοιυ πλανήτη. Οι παλιρροιακά κλειδωμένοι πλανήτες δεν περιστρέφονται, έτσι το ένα ημισφαίριο βλέπει συνεχώς το μητρικό του αστέρι. Ως εκ τούτου, υπάρχει πάντα ένα μέρος του πλανήτη όπου φαίνεται να είναι «πρωί», με το αστέρι μόλις να κορυφώνεται στον ορίζοντα. Εναλλακτικά, υπάρχει ένα μέρος του πλανήτη όπου φαίνεται να είναι «βράδυ», όπου το αστέρι και πάλι μόλις κορυφώνεται πάνω από τον ορίζοντα, αλλά φαίνεται να δύει.

Τυπικά, στη Γη, θα σκεφτόμασταν την πρωινή πλευρά όταν το αστέρι κορυφώνεται πάνω από την ανατολική πλευρά, ενώ η βραδινή πλευρά θα έβλεπε το αστέρι να δύει στον δυτικό ουρανό. Ωστόσο, οι εξωπλανήτες μερικές φορές περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, έτσι ώστε το νοητικό μοντέλο να μην λειτουργεί πάντα για αυτούς.

Καλλιτεχνική απεικόνιση του εξωπλανήτη (μπροστά και δεξιά στην εικόνα). (Credit: NASA)

Είναι επίσης σημαντικό να μην συγχέουμε τις πλευρές «πρωί» και «βράδυ» με τις πλευρές «ημέρας» και «νύχτας» του πλανήτη. Στην πλευρά της ημέρας, η πλήρης ενέργεια του άστρου επηρεάζει τον πλανήτη, αλλά στην πλευρά της νύχτας, το αστέρι δεν φαίνεται ποτέ καθόλου. Οι διαφορές θερμοκρασίας σε έναν τέτοιο πλανήτη είναι τεράστιες και προκαλούν πολύ πιο ακραίες καιρικές συνθήκες από οτιδήποτε έχουμε παρατηρήσει στο ηλιακό μας σύστημα.

Αυτό ισχύει για τον εξωπλανήτη WASP-39 b, έναν από τους πιο μελετημένους εξωπλανήτες. Είναι ένας «καυτός Δίας» και είναι περίπου 1,3 φορές το μέγεθος του μεγαλύτερου πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα, αν και έχει μόνο περίπου το ίδιο μέγεθος με τον Κρόνο. Είναι 700 έτη φωτός μακριά και είναι παλιρροιακά κλειδωμένο στο μητρικό του αστέρα.

Οι «κυνηγοί» εξωπλανητών έχουν μελετήσει με εντατικά αυτόν τον εξωπλανήτη από την ανακάλυψή του το 2011. Ήταν ο στόχος της πρώτης έρευνας εξωπλανητών του JWST, όταν ξεκίνησε το επιστημονικό του έργο. Έκτοτε, έχει κάνει αρκετές ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις και το περιοδικό Nature περιγράφει μια νέα ανακάλυψη – ότι η “πρωινή” πλευρά του WASP-39 b είναι μερικές εκατοντάδες βαθμούς πιο δροσερή από την “βραδινή” πλευρά του.

Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι πιθανό να οφείλεται στις ατμοσφαιρικές συνθήκες στον ίδιο τον πλανήτη. Οι συγγραφείς της νέας μελέτης πιστεύουν ότι υπάρχει ένας εξαιρετικά δυνατός άνεμος στον πλανήτη που τρέχει από μέρα σε νύχτα με χιλιάδες μίλια την ώρα. Ο άνεμος περιστρέφεται από την πλευρά της ημέρας μέσω της βραδινής πλευράς προς τη νυχτερινή πλευρά και μετά από την πρωινή πλευρά πίσω στην πλευρά της ημέρας.

Έτσι, ουσιαστικά, η πρωινή πλευρά δέχεται «αέρα» που έχει ψυχθεί ενώ ταξιδεύει στη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη. Ωστόσο, αυτός ο αέρας εξακολουθεί να είναι στους 600 βαθμούς Κελσίου . Η θερμοκρασία από τη βραδυνή πλευρά, ωστόσο, είναι υψηλότερη στους 800 βαθμούς Κελσίου, πολύ υψηλότερη από οποιεσδήποτε συνθήκες που βρέθηκαν σε οποιονδήποτε πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα.

Η ανίχνευση μιας τέτοιας διαφοράς θερμοκρασίας σε έναν εξωπλανήτη εκατοντάδες έτη φωτός μακριά είναι ένα εντυπωσιακό τεχνικό επίτευγμα και ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Néstor Espinoza, πιστώνει τις ικανότητες του JWST που το επέτρεψε. Το τηλεσκόπιο παρατήρησε τον πλανήτη τόσο κατά τη διάβασή του μπροστά από τον μητρικό του αστέρα, όσο και όταν ήταν δίπλα του και εξέπεμπε το δικό του, ομολογουμένως πολύ πιο αχνό, φως.

Περισσότερα εδώ.