Bir lav gezegenindeki bulutlar gökbilimcilerin beklediğine meydan okuyor

Bir zamanlar bir atmosfere sahip olamayacak kadar aşırı olduğu düşünülen kayalık lav gezegeni, kuvars ve kumu oluşturan aynı bileşik ailesi olan buharlaşmış silikat mineral bulutlarından oluşan yansıtıcı bir katmanla sarılmış gibi görünüyor.

Waterloo Üniversitesi Fizik ve Astronomi Profesörü Lisa Dang ve çalışma arkadaşları, lav gezegeni TOI-561 b’yi 37 saat boyunca gözlemlemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullandılar ve gezegenin kendi yıldızı etrafında yaklaşık dört tam turunu yakaladılar. “JWST/NIRSpec Faz Eğrisi Tarafından Ortaya Çıkan Lav Dünyası TOI-561 b Üzerinde Oldukça Yansıtıcı Bir Atmosfer” başlıklı makale şu tarihte yayınlandı: Astronomi Dergisi.

Dang, “Gezegenin parlaklığının ve sıcaklığının yörüngesi boyunca nasıl değiştiğini ölçtük” diyor. “Faz eğrisi olarak bilinen bu teknik, gezegenin yıldızından önemli miktarda ışık yansıttığını ve ısının yalnızca güneşli taraf yerine gezegenin etrafına yeniden dağıtıldığını ortaya çıkardı. Bunlar hep birlikte bir atmosferin varlığına işaret ediyor.”

Mineral bulutları eksik ısıyı yansıtabilir

İlk çalışma, yıldızına bu kadar yakın çıplak, karanlık bir kaya için gün tarafının beklenenden çok daha soğuk olduğunu buldu. Bu kayıp ısı ya gece tarafına taşınabilir ya da gezegen onu absorbe etmeden uzağa yansıtılabilir. Ekip, yörüngenin tamamını izleyerek, her zaman yıldızdan uzak olan gece tarafına ilk kez baktı ve buranın farkı açıklayacak kadar sıcak olmadığını gördü. Bunun yerine TOI-561 b, Venüs’le karşılaştırılabilecek şekilde kendisine çarpan yıldız ışığının kabaca dörtte üçünü yansıtmalıdır.

Bu parlaklığı açıklamak için ekip, gözlemleri gezegenin ikliminin bilgisayar simülasyonuyla karşılaştırdı. Bunlar, silikon dioksit (SiO) dahil olmak üzere silikat minerallerinden oluşan bulutların olduğunu göstermektedir.₂) ve magnezyum silikat (MgSiO₃), gezegenin gündüz tarafında oluşabilir ve güneş kremi görevi görebilir. Bulutlar, yıldız ışığını yansıtarak ve gezegeni daha serin tutarak, gezegenin aksi takdirde yok olacak bir atmosfere tutunmasına yardımcı olabilir.

Sonuçlar, Dang ve işbirlikçilerinin TOI-561 b’nin muhtemelen erimiş iç kısmından salınan gazlarla doldurulan kalın bir atmosfere sahip olduğuna dair daha önceki kanıtlarına dayanıyor.

Atmosferin bileşimi açık bir soru olmaya devam ediyor

Bu atmosferin neden oluştuğu açık bir soru olmaya devam ediyor. Venüs’ün çok daha sıcak bir versiyonu gibi yoğun bir karbondioksit örtüsü olabilir ya da Jüpiter’in volkanik ayından salınan bir gaz olan kükürt dioksit açısından zengin olabilir. Gezegenin yüzeyini kaplayan, atmosferini sürekli besleyen, gezegen çapında bir yanardağ görevi görebilecek bir erimiş kaya okyanusu var.

“Cevap arayacağımız bir sonraki büyük soru, TOI-561 b’nin atmosferinin Venüs’e mi yoksa ekstrem bir Io’ya mı benzediğidir. Gezegeni daha uzun dalga boylarında JWST ile gözlemlemek bize içgörü sağlayabilir ve bu kadar sıcak bir gezegenin milyarlarca yıl boyunca bir atmosfere nasıl tutunduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.”

Makalenin ilk yazarı Samuel Boucher, projeye, Dang’ın o dönemde Banting Doktora Sonrası Araştırmacısı olduğu Trottier Ötegezegenler Araştırma Enstitüsü’nde lisans araştırma stajyeri olarak başladı. Waterloo’ya profesör olarak katıldıktan sonra onu denetlemeye devam etti ve staj projesi, yayınlanmış bir JWST çalışmasına dönüştü.