science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De donkere kanten van planeten buiten het zonnestelsel delen verrassend vergelijkbare temperaturen

Schema van wolken aan de nachtzijde van een hete Jupiter-exoplaneet. De onderliggende atmosfeer is meer dan 800 C, heet genoeg om stenen te verdampen. Atmosferische beweging vanuit de diepe atmosfeer of vanaf de warmere dagzijde brengt de rotsdamp naar koelere streken, waar het verdicht tot wolken, en mogelijk regent het naar beneden in de atmosfeer beneden. Deze wolken van gecondenseerd gesteente blokkeren uitgaande thermische straling, waardoor de nachtzijde van de planeet relatief koel lijkt vanuit de ruimte. Krediet:McGill University

Een nieuwe studie door astronomen van McGill University heeft ontdekt dat de temperatuur aan de nachtzijden van verschillende hete Jupiters verrassend uniform is, wat suggereert dat de donkere kant van deze massieve gasvormige planeten wolken heeft die gemaakt zijn van mineralen en rotsen.

Met behulp van gegevens van de Spitzer Space en de Hubble Space-telescopen, de onderzoekers van het McGill Space Institute ontdekten dat de nachttemperatuur van 12 hete Jupiters die ze bestudeerden ongeveer 800°C was.

In tegenstelling tot onze bekende planeet Jupiter, zogenaamde hete Jupiters cirkelen heel dicht bij hun gastheerster - zo dichtbij dat het doorgaans minder dan drie dagen duurt om een ​​baan te voltooien. Als resultaat, hete Jupiters hebben dagzijden die permanent naar hun gaststerren zijn gericht en nachtzijden die altijd naar de duisternis van de ruimte zijn gericht, vergelijkbaar met hoe dezelfde kant van de maan altijd naar de aarde is gericht. De strakke baan betekent ook dat deze planeten meer zonlicht van hun ster ontvangen, waardoor ze overdag extreem heet zijn. Maar wetenschappers hadden eerder aanzienlijke hoeveelheden warmte gemeten aan de nachtzijde van hete Jupiters, ook, suggereert een soort van energieoverdracht van de ene naar de andere kant.

"Atmosferische circulatiemodellen voorspelden dat de nachttemperaturen veel meer zouden variëren dan ze doen, " zei Dylan Keating, een Ph.D. student onder toezicht van McGill-professor Nicolas Cowan. "Dit is echt verrassend omdat de planeten die we hebben bestudeerd allemaal verschillende hoeveelheden straling ontvangen van hun gastheersterren en de dagtemperaturen onder hen variëren met bijna 1700 ° C."

Keating, de eerste auteur van een nieuwe Natuurastronomie onderzoek waarin de bevindingen worden beschreven, zei dat de nachttemperaturen waarschijnlijk het gevolg zijn van condensatie van verdampt gesteente in deze zeer hete atmosferen.

"De uniformiteit van de nachttemperaturen suggereert dat wolken aan deze kant van de planeten waarschijnlijk erg op elkaar lijken qua samenstelling. Onze gegevens suggereren dat deze wolken waarschijnlijk zijn gemaakt van mineralen zoals mangaansulfide of silicaten, of rotsen, ’ legde Keating uit.

Volgens Cowan, omdat de basisfysica van wolkenvorming universeel is, de studie van de nachtelijke wolken op hete Jupiters zou inzicht kunnen geven in wolkenvorming elders in het heelal, ook op aarde. Keating zei dat toekomstige ruimtetelescoopmissies - zoals de James Webb Space Telescope en de ARIEL-missie van het European Space Agency - kunnen worden gebruikt om de dominante wolkensamenstelling op hete Jupiter-nachtzijden verder te karakteriseren. evenals om modellen van atmosferische circulatie en wolkenvorming van deze planeten te verbeteren.

"Het observeren van hete Jupiters op zowel kortere als langere golflengten zal ons helpen bepalen welke soorten wolken zich aan de nachtzijde van deze planeten bevinden, ’ legde Keating uit.

"Uniform hoge nachttemperaturen op gasreuzen van korte duur, " door Dylan Keating et al. werd gepubliceerd in Natuurastronomie .