2013.07.30. - Változatosak a forró jupiterek légkörei

Egy, a Hubble űrteleszkóppal végzett, átfogó jellegű vizsgálat első eredményei azt mutatják, hogy a szelek és a felhők fontos szerepet játszanak a csillagukhoz közel keringő, forró óriásbolygók légköri jellemzőinek kialakulásában.

A forró jupiterek a Jupiter méretéhez hasonló, vagy annál is nagyobb óriásbolygók, amelyek olyan közel keringenek a csillagukhoz, hogy a légkörük hőmérséklete elérheti az 1000-3000 °C-ot. Amikor a bolygó elhalad a csillaga előtt, a csillagfény átszűrődik a kísérője légkörén, ennek a fénynek a színképét vizsgálva pedig a csillagászok meg tudják állapítani, hogy az adott planéta légkörében milyen gázok vannak jelen.

Tavaly a skóciai University of Exeter egy csoportja közel 200 órás távcsőidőt nyert a Hubble űrteleszkóp használatára, ezen idő alatt nyolc bolygót vizsgáltak meg a fent említett eljárást alkalmazva. A maga nemében az egyik legnagyobb felmérés kezdeti eredményeit 2013. július 5-én, a St. Andrews-ban rendezett országos csillagászati találkozón ismertette Catherine Huitson, a csoport egyik tagja.

Légkörük nagyon magas hőmérséklete miatt az nem meglepő, hogy a forró jupiterek sok tekintetben eltérnek a mi Naprendszerünkben található óriásbolygóktól (a Jupiter felső légköri rétegeiben például az átlagos hőmérséklet csak kb. -150 °C). A Huitson és munkatársai által végzett kutatások szerint viszont úgy tűnik, hogy ezek az égitestek sok tekintetben még alig ismertek, és egymástól is sok mindenben különbözhetnek.

Az egyik, rendkívül forró exobolygó esetében például a kutatók - várakozásaikkal ellentétben - egyáltalán nem találtak légköri titánium-oxidra utaló nyomokat. Ez az anyag földi körülmények között szilárd halmazállapotú, de a csillagászok feltételezése szerint az extrém forró bolygólégkörökben gáz halmazállapotban is előfordulhat. Ez a molekula azért fontos, mert csapdát jelenthet a légköri hő számára, így ezeken a bolygókon is létrejöhet a Földéhez hasonló sztratoszféra (csak a mi bolygónk légkörében az ózonmolekulák jelenléte vezetett ennek kialakulásához). A forró jupiterek jelenleg elfogadott légköri modelljei szerint a TiO molekulákat a nagy sebességű szelek az atmoszféra felső, műszereinkkel megfigyelhető rétegébe is eljuttatják. A mostani eredmények szerint azonban elképzelhető, hogy a forró jupiterek légköri szelei mégsem olyan nagy sebességűek, mint gondolták. Egy másik lehetőség, hogy a TiO molekulák nagyobb szemcsékbe tömörülnek, amelyek túl nehezek ahhoz, hogy a légkör felső rétegeibe kerüljenek.

Fantáziakép egy forró jupiterről.
[NASA, ESA, G. Bacon (STScI)]

A csoport a megfigyelések során két bolygó esetén is megerősítette, hogy légkörükben a modellek által jósolt mennyiségű vízgőz van jelen. Ez azért fontos eredmény, mert bár több exoplanéta esetében sikerült már vízgőz jelenlétét kimutatni, ezek mindig jóval kisebb mennyiségek voltak az elméletileg várt értékeknél. Az új eredmények azt sugallják, hogy bizonyos bolygók esetében a vízgőzt tartalmazó légköri rétegek fölött vastag, sűrű felhőzet lehet jelen, ami nehezíti a detektálást.

A skóciai kutatócsoport továbbra is folyamatosan elemzi a Hubble-adatokat, amelyek nagy valószínűséggel további érdekességeket tárhatnak fel az ismert exobolygók egyik legkülönlegesebb csoportjával kapcsolatban.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.07.05.