science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Raadselachtige vondst roept nieuwe vragen op over atmosferische fysica van reuzenplaneten

Artist's concept toont de gasvormige exoplaneet CoRoT-2b met een westelijke hotspot in een baan rond zijn gastheerster. Krediet:NASA/JPL-Caltech/T. Pijl (IPAC)

Het heetste punt op een gasvormige planeet in de buurt van een verre ster is niet waar astrofysici het hadden verwacht - een ontdekking die het begrip van wetenschappers van de vele planeten van dit type die in zonnestelsels buiten de onze worden gevonden, uitdaagt.

In tegenstelling tot onze bekende planeet Jupiter, Zogenaamde hete Jupiters cirkelen verbazingwekkend dicht bij hun moederster - zo dichtbij dat het doorgaans minder dan drie dagen duurt om een ​​baan om de aarde te voltooien. En één halfrond van deze planeten is altijd gericht naar zijn moederster, terwijl de andere permanent in het donker staat.

Niet verrassend, de "dag"-kant van de planeten wordt veel heter dan de nachtkant, en het heetste punt van allemaal is meestal de plek die zich het dichtst bij de ster bevindt. Astrofysici theoretiseren en observeren dat deze planeten ook sterke winden ervaren die oostwaarts blazen in de buurt van hun evenaars, die de hotspot soms naar het oosten kan verplaatsen.

In het mysterieuze geval van exoplaneet CoRoT-2b, echter, de hotspot blijkt in de tegenovergestelde richting te liggen:ten westen van centrum. Een onderzoeksteam onder leiding van astronomen van McGill University's McGill Space Institute (MSI) en het Institute for research on exoplanets (iREx) in Montreal deed de ontdekking met behulp van NASA's Spitzer Space Telescope. Hun bevindingen worden op 22 januari gerapporteerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

Verkeerde wind

"We hebben eerder negen andere hete Jupiter bestudeerd, reuzenplaneten die super dicht bij hun ster draaien. In elk geval, zij hebben winden gehad die naar het oosten waaien, zoals de theorie zou voorspellen, " zegt McGill-astronoom Nicolas Cowan, een co-auteur van de studie en onderzoeker bij MSI en iREx. "Maar nu, de natuur heeft ons een curveball gegooid. Op deze planeet, de wind waait de verkeerde kant op. Omdat het vaak de uitzonderingen zijn die de regel bevestigen, we hopen dat het bestuderen van deze planeet ons zal helpen begrijpen wat hete Jupiters doet tikken."

CoRoT-2b, tien jaar geleden ontdekt door een door Frankrijk geleide ruimtewaarnemingsmissie, is 930 lichtjaar van de aarde verwijderd. Hoewel er de afgelopen jaren veel andere hete Jupiters zijn ontdekt, CoRoT-2b blijft astronomen intrigeren vanwege twee factoren:de opgeblazen omvang en het raadselachtige spectrum van lichtemissies vanaf het oppervlak.

"Beide factoren suggereren dat er iets ongewoons aan de hand is in de atmosfeer van deze hete Jupiter, " zegt Lisa Dang, een McGill-promovendus en hoofdauteur van de nieuwe studie. Door Spitzer's Infrared Array Camera te gebruiken om de planeet te observeren terwijl deze een baan rond zijn moederster voltooide, konden de onderzoekers voor het eerst de oppervlaktehelderheid van de planeet in kaart brengen, het onthullen van de westelijke hotspot.

Nieuwe vragen

De onderzoekers bieden drie mogelijke verklaringen voor de onverwachte ontdekking - die elk nieuwe vragen oproepen:

  • De planeet zou zo langzaam kunnen draaien dat één omwenteling langer duurt dan een volledige baan om zijn ster; dit zou kunnen leiden tot winden die naar het westen waaien in plaats van naar het oosten - maar het zou ook theorieën over de interactie tussen planeet en ster in zulke krappe banen ondermijnen.
  • De atmosfeer van de planeet zou in wisselwerking kunnen staan ​​met het magnetische veld van de planeet om het windpatroon te wijzigen; dit zou een zeldzame kans kunnen bieden om het magnetisch veld van een exoplaneet te bestuderen.
  • Grote wolken die de oostelijke kant van de planeet bedekken, zouden het donkerder kunnen laten lijken dan het anders zou zijn - maar dit zou de huidige modellen van atmosferische circulatie op dergelijke planeten ondermijnen.

"We hebben betere gegevens nodig om licht te werpen op de vragen die onze bevinding oproept, " zegt Dang. "Gelukkig, de James Webb-ruimtetelescoop, gepland voor volgend jaar, moet in staat zijn om dit probleem aan te pakken. Gewapend met een spiegel die 100 keer de verzamelkracht van Spitzer heeft, het zou ons moeten voorzien van voortreffelijke gegevens als nooit tevoren."