WASP-76b: Βρέχει σίδηρο, σε γιγαντιαίο εξωπλανήτη!

Οι ερευνητές που χρησιμοποιούν το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) της ESO παρατήρησαν έναν ακραίο πλανήτη όπου υποπτεύονται ότι βρέχει σίδερο! Στον εξαιρετικά ζεστό γιγαντιαίο εξωπλανήτη στην πλευρά όπου έχει ημέρα οι θερμοκρασίες ανεβαίνουν πάνω από 2.400 βαθμούς Κελσίου, αρκετά υψηλές ώστε να εξατμίζουν τα μέταλλα. Οι ισχυροί άνεμοι μεταφέρουν μεταλλικούς ατμούς στην ψυχρότερη νυχτερινή πλευρά, όπου συμπυκνώνονται σε σταγονίδια σιδήρου.

«Θα μπορούσαμε να πούμε ότι στον πλανήτη βρέχει το βράδυ, όμως, βρέχει σίδερο» λέει ο David Ehrenreich, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία. Δημοσίευσε μια μελέτη στις 11 Μαρτίου 2020 στο περιοδικό Nature, για αυτόν τον εξωτικό εξωπλανήτη. γνωστό ως WASP-76b, που βρίσκεται περίπου 640 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό των Ιχθύων.

Αυτό το περίεργο φαινόμενο συμβαίνει επειδή ο πλανήτης δείχνει μόνο το ένα του πρόσωπο, την ημέρα του, στο αστέρι του, ενώ η ψυχρότερη νυχτερινή του πλευρά παραμένει σε αέναο σκοτάδι. Όπως και η Σελήνη στην τροχιά της γύρω από τη Γη, ο WASP-76b είναι «παλιρροϊκά κλειδωμένος»: περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του στον ίδιο χρόνο που περιφέρεται γύρω από το αστέρι.

Στην φωτεινή πλευρά του, δέχεται χιλιάδες φορές περισσότερη ακτινοβολία από το γονικό αστέρι του, από ότι η Γη από τον Ήλιο. Είναι τόσο καυτός που τα μόρια χωρίζονται σε άτομα και μέταλλα όπως ο σίδηρος εξατμίζονται στην ατμόσφαιρα. Η ακραία διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της φωτεινής και σκοτεινής πλευράς έχει ως αποτέλεσμα δυνατούς ανέμους που φέρνουν τους ατμούς σιδήρου από την υπερβολικά θερμή πλευρά της ημέρας στην ψυχρότερη νυχτερινή πλευρά, όπου οι θερμοκρασίες μειώνονται περίπου στους 1.500 βαθμούς Κελσίου.

Ο WASP-76b όχι μόνο έχει διαφορετικές θερμοκρασίες ημέρας-νύχτας, αλλά και ξεχωριστή χημεία ημέρας-νύχτας, σύμφωνα με τη μελέτη. Χρησιμοποιώντας το νέο όργανο ESPRESSO στο VLT της ESO στην Atacama της Χιλής, οι αστρονόμοι αναγνώρισαν για πρώτη φορά χημικές παραλλαγές σε έναν γιγαντιαίο πλανήτη υψηλής θερμοκρασίας. Εντοπίστηκε μια έντονη υπογραφή ατμών σιδήρου στην λεπτή ζώνη που χωρίζει την μετάβαση από την ημέρα του πλανήτη προς την νυχτερινή του πλευρά. «Εκπληκτικά, όμως, δεν βλέπουμε τον ατμό σιδήρου το πρωί, δηλαδή εκεί που η νύχτα παραχωρεί την θέση της στην ημέρα», λέει ο Ehrenreich. Ο λόγος, λέει, είναι ότι «βρέχει σίδερο στη νυχτερινή πλευρά αυτού του ακραίου εξωπλανήτη».

«Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι ατμοί σιδήρου είναι άφθονοι στην ατμόσφαιρα της καυτής ημέρας του WASP-76b», προσθέτει η María Rosa Zapatero Osorio, αστροφυσικός στο Κέντρο Αστροβιολογίας στη Μαδρίτη της Ισπανίας και πρόεδρος της επιστημονικής ομάδας ESPRESSO. «Ένα μέρος αυτού του ατμού σιδήρου εισάγεται στη νυχτερινή πλευρά λόγω της περιστροφής του πλανήτη και των ατμοσφαιρικών ανέμων, όπου ο σίδηρος συναντώντας πολύ πιο δροσερό περιβάλλον, συμπυκνώνεται και πέφτει πάλι κάτω».

Το αποτέλεσμα αυτό προέκυψε από τις πρώτες επιστημονικές παρατηρήσεις που έγιναν με το ESPRESSO τον Σεπτέμβριο του 2018 από την επιστημονική κοινοπραξία που δημιούργησε το όργανο: μια ομάδα από την Πορτογαλία, την Ιταλία, την Ελβετία, την Ισπανία και την ESO.

Το ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) σχεδιάστηκε αρχικά για να μελετήσει τους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη γύρω από άστρα που μοιάζουν με τον Ήλιο. Ωστόσο, έχει αποδειχθεί πολύ πιο ευέλικτο. «Συνειδητοποιήσαμε σύντομα ότι η αξιοσημείωτη δύναμη συλλογής του VLT και η εξαιρετική ευστάθεια του ESPRESSO το καθιστούσαν βασικό όργανο για τη μελέτη της ατμόσφαιρας των εξωπλανήτων», λέει ο Pedro Figueira, επιστημονικός υπεύθυνος της ESO στη Χιλή. «Αυτό που έχουμε τώρα είναι ένας εντελώς νέος τρόπος να ανιχνεύσουμε το κλίμα των πιο ακραίων εξωπλανήτων», καταλήγει ο Ehrenreich.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-03-large-telescope-exoplanet-iron.html  

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Καλλιτεχνική απόδοση της νυχτερινής πλευράς του WASP-76b. Credit: ESO (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Warm Jupiter! Ένας νέος «ζεστός Δίας» ανακαλύφθηκε!