Նախընտրելի
Աստղագետների միջազգային թիմը՝ Թոմաս Էվանս-Սոմայի և Սիրիլ Գապի գլխավորությամբ, օգտագործելով «Ջեյմս Ուեբ» աստղադիտակը (JWST), բացահայտել է WASP-121b էկզոմոլորակի ձևավորման գաղտնիքը, որը հայտնի է որպես Tylos: Այս գերտաք Յուպիտերը, որը գտնվում է Երկրից 881 լուսային տարի հեռավորության վրա՝ Կորմա համաստեղությունում, ունի ծայրահեղ պայմաններ. նրա ուղեծիրը տևում է ընդամենը 30.5 ժամ, իսկ ջերմաստիճանը հասնում է 3000°C-ի: Հետազոտությունը, որը հրապարակվել է Nature Astronomy ամսագրում, լույս է սփռում մոլորակի ծագման և էվոլյուցիայի վրա:
Մթնոլորտի քիմիական քարտեզ
JWST-ի միջոցով գիտնականները հայտնաբերել են WASP-121b-ի մթնոլորտում հիմնական մոլեկուլներ.
- Ջուր (H₂O) և ածխածնի օքսիդ (CO) ցերեկային կողմում, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում է 3000°C-ի:
- Սիլիցիումի մոնօքսիդ (SiO) — առաջին անգամ հստակորեն հայտնաբերվել է էկզոմոլորակի մթնոլորտում, ինչը վկայում է սիլիկատային միացությունների առկայության մասին:
- Մեթան (CH₄) գիշերային կողմում, որտեղ ջերմաստիճանը մոտ 1500°C է:
Այս գտածոները թույլ են տվել ստեղծել մոլորակի «քիմիական քարտեզ», որը բացահայտում է նրա պատմությունը: «Սիլիցիումի մոնօքսիդի հայտնաբերումը բեկում է: Սա նման մոլեկուլի առաջին հաստատումն է մոլորակի մթնոլորտում», - նշել է հետազոտության համահեղինակ դոկտոր Անջալի Փիթը Բիրմինգհեմի համալսարանից:
WASP-121b-ի ծագումը
JWST-ի տվյալները ցույց են տալիս, որ WASP-121b-ը ձևավորվել է իր աստղից հեռու՝ սառեցման գծից այն կողմ՝ պրոտոմոլորակային սկավառակի այն հատվածում, որտեղ ջուրը գոյություն ունի սառույցի տեսքով, բայց մեթանը գոլորշիանում է: Այս սառը, ածխածնով հարուստ տարածաշրջանը նպաստել է մոլորակի յուրահատուկ կազմին.
- Միգրացիա. Ձևավորումից հետո մոլորակը սկսել է շարժվել դեպի աստղ՝ ձգելով ածխածնային գազ: Թթվածինը, սառած սառույցի տեսքով, մնացել է հետևում, ինչը հանգեցրել է մթնոլորտում ածխածնի և թթվածնի բարձր հարաբերակցության (C/O)՝ ավելի բարձր, քան WASP-121 աստղինը:
- Ռմբակոծություն. Մոլորակը կլանել է թեթև գազեր, օրինակ՝ մեթան, փոքր «տիեզերական քարերից» և ենթարկվել խոշոր աստերոիդների հարվածների՝ ձևավորելով իր զանգվածեղ մթնոլորտը:
«WASP-121b-ը ծնվել է ‘մուրի գծի’ և ‘մեթանի գծի’ միջև նեղ շերտում, ինչը բացատրում է նրա անսովոր կազմը», - բացատրել են Գերմանիայի աստղագիտական ինստիտուտի գիտնականները:
Մեթանի և քամիների առեղծվածը
Ամենաանսպասելի բացահայտումներից մեկը գիշերային կողմում մեթանի առկայությունն էր: Մոդելները կանխատեսում էին, որ 1500°C-ում մեթանը պետք է քայքայվեր կամ չհասցներ ձևավորվել արագ սառեցման պատճառով: Սակայն նրա առատությունը վկայում է հզոր ուղղահայաց քամիների մասին, որոնք գազը բարձրացնում են մթնոլորտի խորքային շերտերից: Այս քամիները, որոնք հասնում են մինչև 20 կմ/վ արագության, վերաբաշխում են ջերմությունն ու մոլեկուլները շերտերի միջև:
«Գիշերային կողմում մեթանը անոմալիա է, որը պահանջում է վերանայել մեր մթնոլորտային շրջանառության մոդելները», - նշել է Էվանս-Սոման:
Դիտարկման մեթոդներ
JWST-ն հետևել է WASP-121b-ին ամբողջ ուղեծրային ցիկլի ընթացքում (1.27 օր)՝ օգտագործելով ֆազային կորի սպեկտրոսկոպիա և տրանզիտային սպեկտրոսկոպիա.
- Ֆազային կորը. Ուղեծրի ընթացքում մոլորակի պայծառության փոփոխությունները թույլ են տվել ուսումնասիրել ցերեկային և գիշերային կողմերը: Մեթանը բացակայում էր նրանց միջև անցումային գոտում՝ հաստատելով ակտիվ շրջանառությունը:
- Տրանզիտ. Երբ մոլորակը անցնում էր աստղի առջև, վերջինիս լույսը լուսավորում էր մթնոլորտը՝ բացահայտելով ջրի, CO-ի և SiO-ի մոլեկուլները:
Այս մեթոդները, զուգակցված JWST-ի զգայունության հետ, ապահովել են մթնոլորտի աննախադեպ մանրամասնություն:
WASP-121b-ի ծայրահեղ պայմանները
WASP-121b-ը գազային հսկա է, 1.18 անգամ ավելի զանգվածեղ և 1.87 անգամ ավելի մեծ, քան Յուպիտերն է: Նրա աստղին մոտ լինելը (0.0257 աստղագիտական միավոր) առաջացնում է.
- Մակընթացային կապվածություն. Մոլորակը միշտ մի կողմով է դեմքով աստղին՝ ստեղծելով կոնտրաստ ցերեկային (3000°C) և գիշերային (1500°C) կողմերի միջև:
- Մետաղական անձրևներ. Երկաթը, տիտանը և կորունդը խտանում են գիշերային կողմում՝ առաջացնելով ամպեր և տեղումներ հեղուկ մետաղներից և թանկարժեք քարերից (յակինթ, սապֆիր):
- Փոթորիկներ. Հզոր քամիները տեղափոխում են գազեր՝ ստեղծելով յուրահատուկ կլիմա:
Մոլորակի ձևը ձգված է աստղի գրավիտացիայի պատճառով՝ հիշեցնելով ամերիկյան ֆուտբոլի գնդակ:
Բացահայտման նշանակությունը
WASP-121b-ը «բնական լաբորատորիա» է էկզոմոլորակների մթնոլորտների և էվոլյուցիայի ուսումնասիրման համար: Նրա հետազոտությունն օգնում է.
- Հասկանալ տաք Յուպիտերների ձևավորումը, որոնք բացակայում են Արեգակնային համակարգում:
- Կատարելագործել մթնոլորտային դինամիկայի մոդելները, ներառյալ քամիների և քիմիական գործընթացների դերը:
- Մշակել վերլուծության մեթոդներ ապագա առաքելությունների համար, օրինակ՝ Extremely Large Telescope (2030 թվական):
«WASP-121b-ը փոխում է մեր պատկերացումները եղանակի մասին ոչ միայն էկզոմոլորակների, այլև ընդհանրապես մոլորակների վրա», - նշել է դոկտոր Յուլիա Զայդելը ESO-ից:
Հետազոտությունների ապագան
Գիտնականները ծրագրում են.
- Շարունակել դիտարկումները JWST-ով՝ այլ մոլեկուլներ ուսումնասիրելու համար, օրինակ՝ վանադիումի օքսիդ կամ տիտանի օքսիդ:
- Օգտագործել ցամաքային աստղադիտակներ, ինչպիսին է VLT-ն ESPRESSO գործիքով, քամիների և կազմի չափումների համար:
- Համեմատել WASP-121b-ն այլ տաք Յուպիտերների հետ, օրինակ՝ WASP-76b-ի, որտեղ նույնպես հայտնաբերվել են մետաղական անձրևներ:
