‘Gorący Jowisz’ z niezwykłymi wiatrami

Intrygujące odkrycie rodzi nowe pytania dotyczące fizyki atmosfer planet olbrzymów.

Najgorętszy punkt na gazowej planecie krążącej w pobliżu odległej gwiazdy nie znajduje się tam, gdzie tego spodziewali się astrofizycy – odkrycie to kwestionuje wiedzę naukowców dotyczącą wielu planet tego typu znalezionych w innych układach słonecznych.

W przeciwieństwie do znanego nam Jowisza, tak zwane gorące Jowisze krążą zadziwiająco blisko swojej macierzystej gwiazdy – tak blisko, że rok na niej zwykle trwa mniej niż trzy dni. Planety takie są zwrócone w stronę gwiazdy zawsze tą samą stroną, podczas gdy druga strona zostaje skąpana w ciemności.

Nic dziwnego, że dzienna strona planety jest znacznie cieplejsza niż ta nocna, a najcieplejszym jej miejscem jest punkt znajdujący się najbliżej gwiazdy. Astrofizycy teoretyzują i obserwują, że na planetach tych występują również silne wiatry wiejące na wschód w pobliżu równików, przez co gorące plamy mogą czasem przesuwać się w kierunku wschodnim.

W tajemniczym przypadku egzoplanety CoRoT-2b, gorący punkt jest przesunięty na zachód od jej centrum. Zespół badaczy prowadzony przez astronomów z McGill Space Institute (MSI) oraz Institute for research on exoplanets (iREx) w Montrealu dokonał tego odkrycia za pomocą teleskopu Spitzera. Zostało to ogłoszone 22 stycznia w czasopiśmie Nature Astronomy.

„Wcześniej badaliśmy dziewięć innych gorących Jowiszów, planet orbitujących bardzo blisko swoich gwiazd. W każdym przypadku planety miały wiatry wiejące w kierunku wschodnim, zgodnie z teoretycznymi przewidywaniami. Jednak teraz natura rzuciła nam podkręconą piłkę. Na tej planecie wiatr wieje w złym kierunku. Ponieważ często są to wyjątki potwierdzające regułę, mamy nadzieję, że badanie tej planety pomoże nam dowiedzieć się więcej o gorącym Jowiszu” – mówi astronom McGill Nicolas Cowan, współautor badań oraz naukowiec z MSI i iREx.

CoRoT-2b, odkryta ponad dekadę temu przez francuską misję kosmiczną, znajduje się ponad 930 lat świetlnych od Ziemi. Podczas gdy w ostatnich latach wykryto wiele innych gorących Jowiszy, CoRoT-2b nadal intryguje astronomów z powodu dwóch czynników: jej ogromnych rozmiarów oraz zagadkowego widma emisji światła z powierzchni. 

„Obydwa te czynniki sugerują, że dzieje się coś niezwykłego w atmosferze tego gorącego Jowisza” – mówi Lisa Dang, doktorantka McGill i główny autor nowego badania. Używając kamery na podczerwień Spitzera do obserwacji planety podczas jej krążenia wokół gwiazdy macierzystej, naukowcy po raz pierwszy mogli odwzorować jej jasność powierzchniową, ukazując gorący punkt na zachodzie.

Badacze oferują trzy wyjaśnienia nieoczekiwanego odkrycia – każde z nich rodzi nowe pytania:

•    Planeta może wirować tak wolno, że jeden obrót wokół własnej osi trwa dłużej, niż jeden obieg wokół gwiazdy; mogłoby to spowodować wiatry wiejące raczej w kierunku zachodnim niż wschodnim – jednak podważyło by to też teorie oddziaływania grawitacyjnego gwiazda-planeta na tak ciasnych orbitach.
•    Atmosfera planety może oddziaływać z swoim polem magnetycznym zmieniając układ wiatrów; może to stanowić rzadką okazję do badania pola magnetycznego egzoplanety.
•    Duże chmury pokrywające wschodnią stronę planety mogą sprawiać wrażenie, że jest ona ciemniejsza niż byłaby, gdyby ich nie było – ale to podważyło by obecne modele cyrkulacji atmosfer na takich planetach.  

„Będziemy potrzebować lepszych danych, aby rzucić światło na pytania wynikające z naszych odkryć. Na szczęście Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który ma wystartować w przyszłym roku, powinien być w stanie poradzić sobie z tym problemem. Będzie uzbrojony w lustro o 100-krotnie większej powierzchni zbierającej niż Spitzer, co powinno dostarczyć nam znakomitych danych” – powiedziała Dang.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
A ‘hot Jupiter’ with unusual winds

Źródło: McGill University

Na zdjęciu: Wizja artystyczna gazowej egzoplanety CoRoT-2b z zachodnim gorącym punktem, na orbicie wokół gwiazdy macierzystej. Źródło: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)