Rano pochmurno. W nocy pogoda jest jasna.
Dziwny? Jest to standardowa procedura dla WASP-94b.
Ten gazowy olbrzym, położony 700 lat świetlnych od Ziemi, został odkryty ponad dziesięć lat temu. Wcześniej nie byliśmy w stanie tego szczegółowo rozważyć. Teraz należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) przedstawił nam pierwszą prawdziwą „prognozę pogody” dla tej planety. Obraz jest złożony. I niezwykle przydatne.
Metodologia
Nie możemy po prostu zrobić zdjęcia tej planety. Ona jest za daleko. Jej światło jest zbyt słabe na tle gwiazdy macierzystej. Dlatego obserwujemy cienie. Planeta przechodzi przed dyskiem swojej gwiazdy co cztery dni. Zjawisko to nazywa się tranzytem.
Gdy planeta przechodzi, jasność gwiazdy nieznacznie spada. To przyciemnienie pozwala nam określić rozmiar planety. Ale jest tu pewien trik. Analizujemy światło przechodzące przez górną atmosferę planety, gdy zachodzi za gwiazdą lub wschodzi przed nią. Atmosfera pochłania określone kolory światła.
Pozostałe pierwiastki chemiczne są jak odciski palców.
Zwykle gęste chmury zakłócają ten proces. Blokują cały sygnał, zamieniając dane w biały szum.
Ale WASP-94b (w oryginale jest literówka „96a b”, mówimy o 94b) jest zablokowany pływowo. Obraca się synchronicznie z orbitą. Jedna strona płonie nieustannie w wiecznym świetle dnia, druga jest zamarznięta w niekończącej się nocy. Podobnie jak nasz Księżyc, tylko gorętszy. I bliżej. Wiele rzędów wielkości bliżej.
Dwa światy w jednym
Takie ustawienie pozwala naukowcom badać oddzielnie dwie różne krawędzie planety: wiodącą „poranną” i wycofującą się „wieczorną”.
JWST przetestował oba.
Różnice były ogromne.
Poranna strona pokryta jest puszystymi chmurami.
Strona wieczorna jest czysta. Prawie gołe niebo.
To nie są chmury wodne, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Mówimy o krzemianie magnezu, żelazie i siarczku magnezu.
Roztopiona skała. Dosłownie ciekła substancja kondensująca się w powietrzu.
Badania prowadził Sanjik Mukherjee z Arizona State University. Był zaskoczony. Nie tylko same chmury. Ale i otchłań różnic.
„To było naprawdę niesamowite zobaczyć, jak różne mogą być dwie połówki tej samej planety” – powiedział.
Jego główny wniosek: jeśli założymy, że pogoda jest jednolita, otrzymamy złe dane. Nie będziemy w stanie poprawnie zmierzyć składu chemicznego, jeśli zignorujemy „prognozę pogody”.
Wiatr i mgła
Skąd taki podział?
Wiatry.
Ogromna różnica temperatur pomiędzy stroną dzienną i nocną powoduje powstawanie potężnych strumieni strumieniowych. Poruszają powietrze. Chmury tworzą się w chłodną noc. Potem pędzą do rana. Wypala je gorąco.
Jak poranna mgła rozpraszająca się pod słońcem. Tylko ta mgła składa się ze stopionego metalu.
Czy to nie poetyckie?
„Dane są bardzo jasne i piękne” – mówi Heather Knutson z Caltech. Nie brała udziału w badaniu, ale wie, jak pracować z danymi. Od razu zauważyła różnicę.
Dlaczego to jest ważne
Egzoplanety nie są statycznymi kulami. „Oddychają”. Mają obszary o różnych warunkach.
Wcześniej używaliśmy prostych modeli. Przyjęto jedną średnią temperaturę. Jedno średnie zachmurzenie.
To wprowadza w błąd.
„Wiemy, że wiele egzoplanet ma chmury, a chmury naprawdę nie lubią być jednolite” – powiedział Knutson.
Nie można już patrzeć na jedną część i odgadnąć całość. Dane wymagają lepszych map. Wielki szacunek dla chaosu.
Czego jeszcze nam brakuje, bo nasze modele były zbyt proste?
Kto wie.
Będziemy dalej oglądać. Teleskopy dopiero się rozkręcają.
