Gli astronomi trovano un elemento più pesante del previsto in un gigantesco mondo infernale

Nel 2021WASP-76b ha fatto notizia come l’esopianeta di metalli più pesanti. Il gigante gassoso, più grande di Giove, orbita attorno alla sua stella a una distanza inferiore a quella di Mercurio – e gli astronomi hanno suggerito che fosse Troppo caldo potrebbe piovere ferro. Un esopianeta simile esotico, WASP-121b, è così caldo e così vicino alla sua stella che Deformato a forma di pallone da rugby.

Ma il ferro è un materiale leggero rispetto ai risultati inaspettati pubblicato in Astronomia e astrofisica dalla squadra guidata Tommaso Azevedo Silva E il Olivier Demangon dell’Università di Porto e dell’Istituto portoghese di astrofisica e Ciências do Espaço. Hanno scoperto che su due dei pianeti gassosi surriscaldati meglio studiati – WASP-121b e WASP-76b – le nubi vorticose erano fatte di bario, un metallo due volte e mezzo più pesante del ferro.

Cosa c’è di nuovo – Questa non è la prima volta che gli astronomi scoprono fenomeni di scioglimento del cervello nell’atmosfera del caldo Giove. Nel 2021, i ricercatori dell’ESO hanno annunciato i loro sospetti che le temperature sorprendenti trovate sui lati caldi di WASP-76b e WASP-121b portino alla caduta di nuvole di ferro mentre passano sopra il separatore verso i lati oscuri dei pianeti.

Queste erano le osservazioni che Thomas Azevedo Silva, Olivier Demangeon e questo team hanno avviato per confermarle. Durante la sperimentazione di un nuovo metodo per analizzare le “vibrazioni” dei dati spettrali – le allarmanti lunghezze d’onda di diversi elementi e molecole nell’atmosfera di un pianeta mentre passano davanti alla loro stella – hanno esaminato il loro metodo contro due gioviani caldi studiati più da vicino dagli astronomi : WASP-76b e WASP-121b. . Hanno usato i dati dell’Echelle Spectrograph of Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observation (ESPRESSO) dell’ESO al Very Large Telescope in Cile.

parlare con inverso, Azevedo Silva spiega cosa è successo dopo. “Abbiamo visto quello che hanno visto loro, ma abbiamo visto alcune altre cose”, dice. “Quindi è stata solo una coincidenza… non stavamo cercando niente di nuovo.”

Oltre alle attese nubi di ferro, il modello di Azevedo Silva ha trovato gas di bario. Il ferro è abbastanza pesante, ma il bario – che ha un peso atomico di 137 – è due volte più pesante. Questa è stata una grande sorpresa per Azevedo Silva. “Ricordo di aver cercato ciò che potrebbe causare la presenza del bario in queste atmosfere e non sono riuscito a trovare nulla perché nessuno ha scritto nulla sul bario nell’atmosfera perché non si aspettava che il bario fosse lì!”

Perchè importa – La presenza di qualcosa di pesante come il bario nell’atmosfera di un gigante gassoso è abbastanza strana. Ma la sua presenza lì aiuta gli astronomi che questi pianeti potrebbero essere ancora più strani di quanto pensassero.

I gioviani super caldi come WASP 76b e WASP-121b si distinguono per due fattori: in primo luogo, sono molto vicini alle loro stelle. WASP-121b, leggermente più massiccio di Giove ma largo il doppio, orbita attorno alla sua stella ogni 30 ore. WASP-76b è leggermente meno massiccio, ma ha all’incirca le stesse dimensioni e ruota ogni 43 ore.

In secondo luogo, sono entrambi chiusi a marea, il che significa che hanno sempre un lato positivo e sempre un lato notturno. Ciò si traduce in temperature diurne estreme: fino a 1000°C. Normalmente, con qualcosa di pesante come il bario, ti aspetteresti che si trovi nella parte inferiore e che i gas più leggeri si trovino negli strati superiori dell’atmosfera. Ma l’ambiente ostile potrebbe avere qualcosa a che fare con le ragioni della comparsa di elementi così pesanti negli strati superiori di questi giganti gassosi.

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Olivier Demangon suggerisce che ciò potrebbe essere dovuto alle temperature molto elevate odierne, che portano alla formazione di uno strato permanente di materiale più pesante. A causa del massiccio flusso stellare, o della quantità di energia ricevuta dalle loro stelle, le inversioni termiche che separano gli strati dell’atmosfera, come la troposfera, la stratosfera, l’atmosfera, la mesosfera, la termosfera e l’esosfera, possono creare questi strati e separare parte di l’atmosfera, il che significa che non comunicheranno e [elements] Non si sposterà dall’uno all’altro”, afferma Dimanjun inverso.

Ma questo indica un mistero ancora più grande per Dimangon. Gli astronomi non pensano che i gioviani supercaldi siano sempre stati supercaldi. La comprensione accettata di tali pianeti è che probabilmente si sono formati nelle zone più esterne dei loro sistemi planetari prima di “migrare e migrare e arrivare dove sono”. colui il quale dovrebbe Dai ai materiali più pesanti come il bario o il ferro il tempo necessario per depositarsi nel guscio interno.

I gioviani caldi sono così chiamati a causa delle loro dimensioni e dell’orbita stretta attorno alla loro stella. ESO/m. Cornmeiser

Suggerendo che il bario o il ferro rimangano nell’alta atmosfera, significa che “il pianeta deve migrare molto rapidamente affinché funzioni” – scivolando da regioni lontane attorno alla loro stella in un’orbita più stretta di quella di Mercurio in pochi milioni. Anni.

Qual è il prossimo – Per capire meglio quanto sia pesante questa scoperta, Azevedo Silva afferma che il prossimo passo è lavorare su un modello più specifico delle atmosfere di questi giganti. Abbinando accuratamente le linee di assorbimento – oscillazioni di stimolo – ai modelli computerizzati dell’atmosfera, gli astronomi possono confrontare i loro spettri e “vedere quale si adatta meglio a loro”.

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Nei prossimi mesi il Telescopio spaziale James Webb Lo spettrometro nel vicino infrarosso, o NIRSpec, punta a WASP-76b come parte del pubblico Programma del corso 1 VAI Sperando di costruire un set di dati contenente “una ricchezza di dettagli sulla fisica e la chimica dell’atmosfera 3D”, secondo Offerta consigliata. “Ciò fornirà molte informazioni su questa struttura termica e su come l’atmosfera del pianeta è composta da strati”, afferma Dimangenon.

Azevedo Silva suggerisce anche che trovare qualcosa di esotico e pesante come il bario in alto nell’atmosfera di questi due giganti gassosi potrebbe essere l’inizio di una nuova comprensione del Giove surriscaldato come categoria. Dice che il bario è “due per due”. “Forse siamo stati solo fortunati”, ma “forse è una nuova classe di pianeti, forse è qualcosa che i gioviani super caldi hanno in comune, qualcosa che inizieremo a vedere mentre osserviamo gli altri”.

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