O planetă cu 1.600 grade Kelvin, vânturi circumplanetare și nori care nu supraviețuiesc răsăritului schimbă meteorologia exoplanetară

Pe latura nocturnă a unei planete îndepărtate, nori groși se formează în continuu. Dar pe măsură ce vânturile îi transportă dinspre răcoroasa parte de noapte spre latura luminată de zi, norii se dizolvă rapid. Astronomii au reușit să detecteze acest tipar meteorologic pe planeta WASP-94 A b studiind exclusiv lumina stelei sale gazdă, de la 210 parseci, echivalentul a 690 de ani lumină distanță.

Rezultatele, publicate pe 21 mai în revista Science, arată cum urmărirea diferitelor faze ale rotației unei planete poate îmbunătăți înțelegerea cercetătorilor asupra atmosferelor planetare.

Surpriza din spectrul stelei

Când Sagnick Mukherjee, astronom acum la Arizona State University din Tempe, și colaboratorii săi au îndreptat James Webb Space Telescope spre steaua WASP-94 A, au avut parte de o surpriză. „Am găsit această asimetrie cu adevărat extraordinară în date”, spune Mukherjee. Telescopul a revelat diferențe minuscule în spectrul luminii stelare între începutul, mijlocul și sfârșitul tranzitului planetei în fața stelei sale.

Mecanismul detectat este elegant în simplitatea lui. Măsurătorile au arătat că, în fiecare tranzit, partea atmosferei care traversează prima în fața stelei este acoperită cu nori groși. Probabil sunt alcătuiți din picături de minerale, nu de apă, dat fiind că temperatura de pe latura de zi a planetei depășește cel puțin 1.600 de kelvin. Dar spre finalul tranzitului, partea de coadă a atmosferei care traversează ultima este complet senină. Împreună, acestea sugerează că, pe măsură ce vântul suflă în jurul planetei, norii se formează continuu pe latura de noapte, trec în latura de zi și apoi se disipează.

Cum citești vremea unui loc pe care nu îl poți vedea

Metoda folosită este una dintre cele mai subtile din arsenalul astronomiei moderne. Cercetătorii pot detecta în mod obișnuit prezența unei planete extrasolare doar indirect. De exemplu, când planeta trece în fața stelei sale, văzută de pe Pământ. Lumina stelară filtrată prin atmosfera unei planete poate fi analizată pentru indicii despre chimia planetei, tiparele sale meteorologice și chiar originile sale.

Dar chiar și planetele mari blochează doar aproximativ 1% din lumina stelei. O cantitate și mai mică din acea lumină se filtrează prin atmosfera planetei. Ea lasă amprente firave în spectrul luminii stelare față de un fundal mult mai luminos.

Ce noutate aduce nou această descoperire

Noutatea metodologică nu ține de instrumentul folosit. Webb este deja o platformă consacrată. Ineditul vine de la granularitatea temporală a observației: nu spectrul mediu al atmosferei în tranzit, ci variația sa de la intrare la ieșire. Acea asimetrie stânga-dreapta a tranzitului, detectată pentru prima dată cu această claritate, oferă o hartă dinamică a vremii planetare, nu o fotografie statică a compoziției.

Norii de pe o planetă de 1.600 de grade, unde picăturile nu sunt de apă, ci probabil de silicați sau alte minerale topite, se comportă totuși conform unor principii meteorologice recognoscibile. Norii se formează pe latura rece și disipare pe cea caldă. Faptul este atât o confirmare a universalității fizicii atmosferice, cât și un instrument pentru înțelegerea planetelor din sistemul nostru solar și a celor care ar putea fi candidate pentru viață.