V súhvezdí Ryby leží horúci Jupiter 640 svetelných rokov od Zeme.
Plynný gigant WASP-76b obieha okolo svojej hviezdy na závratnej obežnej dráhe iba 1,8 dňa a pri teplotách presahujúcich 2 400 stupňov Celzia – dosť horúcich na odparenie železa.
Ale keď sa deň zmení na noc, teplota klesne dosť rýchlo na to, aby sa para železa opäť skondenzovala na horiacu kvapalinu, ktorá potom prúdi do vnútra planéty.
„Dalo by sa povedať, že na túto planétu prší večer, prší železo,“ uviedol astrofyzik David Ehrenreich zo Ženevskej univerzity vo Švajčiarsku.
Planéta WASP-76b, ktorá bola oznámená ešte v roku 2016, je typ planéty známej ako horúci Jupiter. Je to o niečo menej ako hmotnosť Jupitera, ale nafúknuté a nadýchané, asi 1,8-krát väčšie ako Jupiter.
Nachádza sa 5 miliónov kilometrov od svojej hviezdy, ktorá je väčšia a teplejšia ako naše Slnko – 1,5-násobok hmotnosti Slnka, 1,8-krát horúcejšia, s teplotou asi 6055 stupňov (Slnko je 5504 Celzia).
Planéta teda nepodlieha iba horiacemu žiareniu, ktoré je tisíckrát vyššie ako žiarenie Zeme od Slnka, ale aj prílivovo viazanému. To je prípad, keď jedna strana orbitálneho telesa smeruje vždy k objektu, okolo ktorého sa točí – pre blízky príklad je Mesiac prílivovo spojený so Zemou.
V prípade WASP-76b to znamená, že jedna strana je vo večnom dni a druhá vo večnej noci, medzi ktorými je výrazný teplotný rozdiel. Z dennej strany 2 400 stupňov Celzia a z nočnej strany asi 1 500 stupňov Celzia.
Nie je to najteplejšia exoplanéta, aká bola kedy objavená – túto korónu nosí KELT-9b, exoplanéta tak horúca, že sa doslova vyparuje – ale je určite väčšieho rozsahu.
Simulácie naznačujú, že na planétach ako WASP-76b by extrémne teplotné rozdiely medzi oboma stranami mali spôsobovať silný vietor. Toto a rotácia planéty by mala tlačiť železné pary okolo planéty a atómy na dennej strane by sa mali rekombinovať na molekuly na nočnej strane.
Dôkazy na podporu tohto očakávania – napríklad chemický gradient – však neboli získané. Ehrenreich a jeho tím sa preto rozhodli pozrieť sa bližšie. Konkrétne chceli študovať terminátory – čiary medzi nocou a dňom – aby zistili, či zobrazujú asymetrickú chémiu. To by tiež podporilo teóriu kovového dažďa.
Pomocou vysoko disperznej spektroskopie analyzovali svetlo na okraji planéty a hľadali podpisy v spektre naznačujúce, že prvok blokuje časť svetla. A našli ich. Na večernom terminátore – hranici, kde sa deň mení na noc – našli silný podpis železných pár.
Na rannom terminátore – hranici, kde sa noc mení na deň – tento podpis chýbal. Toto je dosť silný dôkaz na podporu železného dažďa, pretože tekuté železo je najstabilnejším vysokoteplotným kondenzátom železa.
„Pozorovania ukazujú, že atmosféra na horúcom dni WASP-76b obsahuje veľa železných pár,“ hovorí astrofyzička Maria Rosa Zapatero Osorio z Centra pre astrobiológiu v Španielsku.
Časť tohto železa je vstrekovaná do nočnej strany rotáciou planéty a atmosférickými vetrami. Tam železo spĺňa oveľa chladnejšie prostredie, kondenzuje a padá dážď. “
Potom, čo železo vypadlo z vyšších vrstiev atmosféry, sa na rannom terminátore nejaví ako para.
Teraz, keď pozorovania tímu priniesli výsledky, je možné urobiť podobné pozorovania aj iných horúcich Jupiterov, ktorí hľadajú známky kovového dažďa. A samozrejme, každý vkladá veľké nádeje do schopnosti špičkového vesmírneho teleskopu Jamesa Webba nahliadnuť do atmosféry rôznych exoplanét. Ďalekohľad má začať pracovať budúci rok.
Astronómovia už objavili exoplanéty s korunovými mrakmi – stavebným kameňom rubínov a zafírov – a ďalšie, ktoré majú železné mraky. Už sa nevieme dočkať, aké ďalšie počasie existuje vo vesmíre.
Štúdia bola publikovaná v časopise Nature.
Zdroje: Foto: ESO / M. Kornmesser
