Vas és magnézium a WASP-121b körül

A forró, amerikaifutball-labdára emlékeztető exobolygó nehézelemeket ereget.

A Hubble-űrteleszkóp nehézfémeket (vas és magnézium gáz) detektált, amelyeket egy forró jupiter típusú bolygó bocsátott ki. A bolygó mindössze 900 fényévre van a Földtől, és annyira közel kering a központi csillagához, hogy a felső légkörében a hőmérséklet elérheti a pokoli meleg 2500 Celsius-fokot is. A WASP-121b néven is ismert bolygó „saját Napjától” mindössze 3,8 millió km-re kering, 1,3 napos periódussal. A bolygó a csillaghoz való ilyen nagyfokú közelsége miatt igen közel áll ahhoz, hogy az árapályerők szétszaggassák. Emiatt, akik közelebbről tanulmányoznák a bolygót, azt tapasztalnák, hogy a bolygónak erősen megnyúlt az alakja, mint egy amerikai focilabdának.

(Fantáziakép: NASA / ESA / J. Olmsted / STScI)

A legtöbb olyan forró jupiter esetében, amik szintén viszonylag közel keringenek napjukhoz, mégsem termelődik elég belső hő az árapályerők hatására, így a nehezebb elemek nem kondenzálódnak felhőkké. De nyilvánvalóan nem ez a helyzet a WASP-121b esetében. „Más forró jupiterek esetében is detektáltunk már nehéz elemeket, de csak az alsó légkörben” – nyilatkozta a kutatás vezetője, David Sing, a Johns Hopkins Egyetem munkatársa. „Az az igazság, hogy nem tudjuk biztosan, hogy a bolygóról elszökött gázt detektáltuk-e, de annyi bizonyos, hogy A WASP-121b-től olyan messze észleltük a gáznemű magnéziumot és a vasat, hogy nincsenek gravitációs kapcsolatban.”

A központi, a mi Napunknál lényegesen forróbb csillagtól eredő ultraibolya sugárzás hatására a bolygó felső légköre erősen felfűtődik, lehetővé téve a magnézium és vas távozását. „Azt feltételezzük, hogy szerencsénk volt tanulmányozni, ahogy a nehezebb elemek távoznak a bolygó légköréből” – mondta Sing. „Főként magnéziumot kerestünk, de emellett a vas nyomára is rábukkantunk exobolygók légkörében. Meglepetés volt azonban, hogy ilyen egyértelműen kimutatható volt az adatokban, ennyire nagy távolságra a bolygótól.”

„A nehézfémek részben azért hagyják el a bolygó légkörét, mert a bolygó olyan nagy és felfújódott, hogy felszíni gravitációja viszonylag gyenge. Ez a bolygó módszeresen megszabadult saját légkörétől.” A megfigyeléseket a Hubble-űrteleszkóp képalkotó spektrográfjával végezték, amely a magnézium és a vas nyomait kereste a csillag spektrumában, amikor a bolygó a Földről nézve elhaladt a csillaga előtt. Az elhaladás miatt így ugyanis a csillag spektrumához adódott a bolygó spektruma is. Az adatok segítséget nyújtanak a csillagászoknak jobban megérteni, hogy a bolygók hogyan veszítik el az eredeti légkörüket, amelyek elsősorban hidrogénből és héliumból állnak.

„A forró jupiterek nagyrészt hidrogénből állnak, és mivel a Hubble nagyon érzékeny a hidrogén detektálására, így tudjuk, hogy ezek a bolygók viszonylag könnyen elveszítik a gázt” – mondta Sing. „A WASP-121b esetében azonban a hidrogén- és héliumgáz szinte folyóként távolodik a bolygótól, magával sodorva a nehézfémeket is. Ez egy nagyon hatékony mechanizmus a tömegveszteséghez.” A kutatás a Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET) felmérés részét képezi, amely a szuperföldektől a Jupiter méretűekig 20 exobolygó tanulmányozását tűzte ki célul az infravörös, a látható és az ultraibolya hullámhosszakon.

Kapcsolódó linkek:
Nehéz elemek szöknek egy forró bolygóról (Astronomy Now)