Sebuah planet ekstrasurya yang ekstrim – Jupiter begitu panas sehingga hujan besi – bahkan lebih aneh dari yang diperkirakan semula

Exoplanet yang berapi-api WASP-76b – yang disebut Jupiter panas, tempat hujan besi – mungkin lebih panas dari yang diperkirakan sebelumnya. Kredit: ESO/M. Kornmeiser

Itu dianggap sangat panas Jupiter – Tempat di mana besi menguap, mengembun di sisi malam dan kemudian jatuh dari langit seperti hujan – WASP-76b berapi-api, seperti neraka planet ekstrasurya Ini mungkin lebih menarik daripada yang disadari para ilmuwan.

Sebuah tim internasional, yang dipimpin oleh para ilmuwan di Cornell University, University of Toronto dan Queen’s University Belfast, melaporkan penemuan kalsium terionisasi di planet ini – menunjukkan suhu atmosfer lebih dari yang diperkirakan sebelumnya, atau angin kencang di atmosfer atas.

Deteksi itu terdeteksi dalam spektrum resolusi tinggi yang diperoleh dengan Gemini North di dekat puncak Mauna Kea di Hawaii.

Jupiters panas dinamai karena suhunya yang tinggi, karena kedekatannya dengan bintang-bintangnya. WASP-76b ditemukan pada tahun 2016, sekitar 640 tahun cahaya dari Bumi, tetapi sangat dekat dengan bintang tipe-F, yang sedikit lebih panas dari Matahari, sehingga planet raksasa itu menyelesaikan satu orbit setiap 1,8 hari Bumi.

Hasil penelitian tersebut merupakan yang pertama dari proyek multi-tahun yang dipimpin oleh Cornell, Exoplanets dengan Gemini Spectroscopic Survey, atau ExoGemS, yang mengeksplorasi keragaman atmosfer planet.

“Saat kami merasakan puluhan eksoplanet dari jarak jauh, yang mencakup berbagai massa dan suhu, kami akan mengembangkan gambaran yang lebih lengkap tentang keragaman dunia luar angkasa yang sebenarnya — dari yang cukup panas untuk menampung hujan besi hingga yang lain dengan iklim yang lebih ringan,” kata co- penulis Ray Jayawardana dan Harold Tanner Dekan Sekolah Tinggi Seni dan Ilmu Pengetahuan di Universitas Cornell dan Profesor Astronomi:

“Luar biasa bahwa dengan teleskop dan instrumen modern, kita sudah bisa belajar banyak tentang atmosfer – komponennya, sifat fisiknya, keberadaan awan dan bahkan pola angin skala besar – dari planet yang mengorbit bintang ratusan tahun cahaya,” kata Jayawardhana.

Trio garis spektral langka yang diamati dalam pengamatan yang sangat sensitif terhadap atmosfer planet ekstrasurya WASP-76b, diterbitkan dalam Surat Jurnal Astrofisika pada tanggal 28 September dan dipresentasikan pada tanggal 5 Oktober pada pertemuan tahunan Divisi Ilmu Planet dari American Astronomical Society.

“Kami melihat banyak kalsium; ini adalah keuntungan yang sangat kuat,” kata penulis pertama Emily Diebert, seorang mahasiswa doktoral di University of Toronto, dan penasihatnya, Jayawardana.

“Tanda tangan spektroskopi kalsium terionisasi ini dapat menunjukkan bahwa sebuah planet ekstrasurya memiliki angin yang sangat kuat di atmosfer bagian atas,” kata Diebert. “Atau bahwa suhu atmosfer di sebuah planet ekstrasurya jauh lebih tinggi dari yang kita duga.”

Karena WASP-76b adalah pasang surut tertutup – sisi ini selalu menghadap bintang – memiliki sisi malam abadi yang memiliki suhu relatif dingin 2.400 derajat. F suhu rata-rata. Sisi diurnalnya, menghadap bintang, memiliki suhu rata-rata 4.400 derajat Fahrenheit.

Diebert dan rekan-rekannya memeriksa wilayah suhu sedang, di pinggiran planet antara siang dan malam. “Exoplanet bergerak cepat di orbitnya, dan dengan cara ini kami dapat memisahkan sinyalnya dari cahaya bintang,” katanya. “Anda dapat melihat bahwa jejak kalsium pada spektrum bergerak cepat dengan planet ini.”

Survei ExoGemS — yang bertujuan untuk mempelajari 30 atau lebih planet — dipimpin oleh Jake Turner, rekan Carl Sagan di NASAProgram Beasiswa Hubble, yang terletak di Departemen Astronomi Universitas Cornell (A&S), juga direkomendasikan oleh Jayawardhana.

Para astronom terus menggali lebih dalam untuk memahami planet ekstrasurya – yang hanya mimpi dua dekade lalu. “Pekerjaan kami dan peneliti lain membuka jalan untuk menjelajahi atmosfer dunia terestrial di luar tata surya kita,” kata Turner.

Referensi: “Deteksi Kalsium Terionisasi di Atmosfer Superheated Jupiter WASP-76b” oleh Emily K. Debert, Ernst GWD Mooy, Ray Jayawardana, Jake D. Turner, Andrew Raiden Harper, Luca Fossati, Kali E. Hood, Jonathan J. Fortney, Laura Flagg, Ryan MacDonald, Roman Allart dan David K. Singh, 28 Sep 2021 Tersedia Di Sini. Surat Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac2513

Penulis lain di atas kertas termasuk Ernst JWD Moog dari Queen’s University Belfast. Luca Fossati dari Akademi Ilmu Pengetahuan Austria; Callie E. Hood dan Jonathan J. Fortney, keduanya dari University of California, Santa Cruz; Romain Alart dari Universitas Montreal; dan David K Singh dari Universitas Johns Hopkins. Peneliti Cornell termasuk Andrew Redden-Harper dan Laura Flagg, keduanya dalam kelompok Jayawardhana, dan Ryan MacDonald. Sebagian dari penelitian ini didanai oleh NASA.

Gemini Utara adalah bagian dari Observatorium Gemini Internasional, sebuah program dari National Science Foundation NOIRLab.