CP v2

Tag: Egzoplanetos

  • Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Vėjai, kurie laužo taisykles

    Milžiniškos dujinės planetos, vadinamos karštaisiais Jupiteriais, skrieja taip arti savo žvaigždžių, kad jų atmosfera įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių. Pagal ilgai taikytus atmosferos modelius tai turėtų reikšti ir ypač greitus vėjus, nes didesnis įkaitimas stiprina oro masių cirkuliaciją.

    Vis dėlto nauja septynių karštųjų Jupiterių analizė parodė priešingą vaizdą: kuo planeta karštesnė, tuo jos vėjai, palyginti su lūkesčiais, atrodo lėtesni. Astronomai šį dėsningumą vadina netikėtu, nes jis kertasi su paprasta logika, kad karštis turėtų suteikti daugiau energijos atmosferai.

    Kaip išmatuojami vėjai už Saulės sistemos ribų

    Nors egzoplanetų magnetinių laukų tiesiogiai išmatuoti dar nepavyksta, mokslininkai gali gana tiksliai nustatyti vėjo greitį pagal cheminių elementų pėdsakus atmosferoje. Šiuo atveju stebėtas atmosferoje esantis išgaravęs geležies signalas, o Doplerio efektas leido įvertinti, kaip greitai juda dujos.

    Stebėjimams panaudoti aukštos skyros spektrografai MAROON-X, įrengtas Gemini North teleskope, ir ESPRESSO, veikiantis ESO Very Large Telescope. Tokie prietaisai leidžia fiksuoti itin menkus spektrinių linijų poslinkius, kurie rodo dujų judėjimą planetos atmosferoje.

    Magnetinis laukas kaip stabdis

    Nustatyti vėjai vis tiek yra milžiniški, siekiantys apie 2–7 kilometrus per sekundę, tačiau svarbiausia yra tendencija: įkaitusios planetos nepademonstravo prognozuoto pagreitėjimo. Palyginimui, Jupiterio vėjai, laikomi vienais greičiausių Saulės sistemoje, siekia maždaug 0,4 kilometro per sekundę.

    „Tai visiškai prieštarauja intuicijai, nes, jei visos kitos sąlygos panašios, karštesnės planetos turėtų turėti daugiau energijos, kuri pagreitintų vėjus“, – sakė astronomas Vivien Parmentier.

    Tyrėjų teigimu, tikėtiniausias paaiškinimas yra magnetinis laukas, galintis lėtinti elektriškai įkrautų dujų judėjimą. Karštųjų Jupiterių aukštoje atmosferoje dėl temperatūrų dalis dujų tampa jonizuotos, todėl jų judėjimą gali slopinti magnetinė sąveika, vadinama magnetohidrodinaminiu stabdymu.

    Remdamiesi nustatytu ryšiu tarp temperatūros ir vėjo greičio, autoriai preliminariai įvertino, kad šių planetų magnetinių laukų stiprumas gali būti keli gausai, panašiai kaip Jupiterio. Kadangi tai netiesioginis metodas, mokslininkai pabrėžia, jog reikės daugiau stebėjimų ir didesnės planetų imties, kad išvada būtų patvirtinta.

    Kodėl tai svarbu ir kas toliau

    Jei magnetinis stabdymas bus galutinai patvirtintas, tai gali tapti vienu įtikinamiausių įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų egzistuoja aktyvūs planetų magnetiniai laukai. Tokie laukai svarbūs ne tik orų dinamikai, bet ir atmosferos išlikimui, nes gali padėti apsaugoti ją nuo žvaigždės vėjo ir spinduliuotės poveikio.

    „Šis proveržis atveria visiškai naują langą egzoplanetų tyrimuose: pirmą kartą galime pradėti lyginti kitų pasaulių magnetines aplinkas“, – sakė astronomė Julia Seidel.

    Tyrimas publikuotas žurnale Nature Astronomy ir atspindi platesnę šiuolaikinės astronomijos kryptį: pereiti nuo pavienių įdomių egzoplanetų istorijų prie statistiškai patikimų dėsningumų. Artimiausiais metais, plečiantis aukštos skyros spektroskopijos galimybėms ir daugėjant stebimų planetų, mokslininkai tikisi tiksliau įvertinti, kaip magnetiniai laukai formuoja karštųjų Jupiterių klimatą.

  • Netoli Saulės sistemos aptikta superžemė Ross 318 b: gali turėti atmosferą ir amžiną naktį

    Kaip aptikta nauja superžemė?

    Mokslininkai pranešė aptikę naują superžemės klasės planetą Ross 318 b, esančią prie raudonosios nykštukės žvaigždės Ross 318. Apie jos egzistavimą išdavė nežymūs žvaigždės judėjimo pokyčiai, kuriuos sukelia planetos gravitacija.

    Planetai aptikti pritaikytas radialinių greičių metodas, kai pagal žvaigždės šviesos spektro linijų poslinkius matuojama, ar ji periodiškai artėja ir tolsta. Tokie svyravimai leidžia apskaičiuoti planetos orbitos periodą ir mažiausią jos masę.

    Tyrėjai rėmėsi archyviniais spektrografų CARMENES ir HIRES stebėjimais, sukauptais per maždaug 15 metų. Ilgas laikotarpis svarbus, nes leidžia atskirti tikrą planetos signalą nuo žvaigždės aktyvumo sukeliamų „triukšmų“.

    Ką apie planetą žinoma dabar?

    Pagal pateiktus skaičiavimus, Ross 318 b aplink savo žvaigždę apskrieja per 39,63 dienos. Nustatyta minimali masė siekia apie 6,21 Žemės masės, todėl objektas priskiriamas superžemėms.

    Spėjamas planetos spindulys yra apie 1,74 Žemės spindulio, o orbita driekiasi maždaug 0,16 astronominio vieneto atstumu nuo žvaigždės. Tai atitinka apie 24 000 000 kilometrų.

    Planetos pusiausvyros temperatūra įvertinta apie 237 kelvinus, tai yra maždaug minus 36 laipsniai Celsijaus. Šis dydis apibūdina teorinę temperatūrą, nevertinant šiltnamio efekto, debesuotumo, atmosferos sudėties ar šilumos pernašos planetos paviršiuje.

    Amžina naktis ir atmosfera: kas dar neaišku?

    Didžiausia Ross 318 b išskirtinybė siejama su jos sukimosi režimu: manoma, kad planeta yra potvyniškai prirakinta prie žvaigždės. Tai reikštų, kad viena jos pusė nuolat atsukta į žvaigždę, o kita skendi nuolatinėje naktyje.

    Toks scenarijus svarbus vertinant klimatą, nes temperatūrų skirtumas tarp dienos ir nakties pusių gali būti milžiniškas. Vis dėlto atmosfera, jeigu ji išlikusi, gali pernešti šilumą ir sušvelninti kraštutinumus, todėl mokslininkams itin aktualu nustatyti, ar planeta yra uolinė ir ar turi dujinį apvalkalą.

    Tyrimą apsunkina tai, kad Ross 318 yra aktyvi raudonoji nykštukė: tokios žvaigždės dažnai „mėto“ žybsnius, turi dėmių ir magnetinių ciklų, kurie gali imituoti planetos sukeliamą signalą. Nurodoma, kad šios žvaigždės efektyvioji temperatūra yra apie 3 450 kelvinų, o jos sukimasis trunka apie 51,5 paros.

    Artimiausi tolimesni žingsniai paprastai apima papildomus didelės skiriamosios gebos spektrinius stebėjimus ir paiešką, ar planeta tranzituoja prieš žvaigždę. Jei tranzitas būtų užfiksuotas, atsirastų daugiau galimybių patikslinti planetos dydį ir net pradėti atmosferos sudėties paieškas.

  • JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) užfiksavo itin tamsų, žvaigždės kaitros išdegintą uolinį pasaulį LHS 3844 b, kuris savo savybėmis gali priminti Merkurijų ar Mėnulį. Planetos dydis išsiskiria: ji laikoma maždaug 30 proc. didesne už Žemę, tačiau, panašu, beveik neturi atmosferos.

    Šis objektas nuo Žemės nutolęs apie 50 šviesmečių ir aplink raudonąją nykštukę apskrieja vos per maždaug 11 valandų. Toks artumas reiškia milžinišką spinduliuotės ir žvaigždinio vėjo poveikį, todėl bet kokia kadaise buvusi atmosfera galėjo būti tiesiog „nupūsta“ į kosmosą.

    Vienoje pusėje amžina diena

    Mokslininkai aiškina, kad LHS 3844 b greičiausiai yra gravitaciškai „pririšta“ prie savo žvaigždės, todėl viena pusė visada atsukta į ją, o kita skendi amžinoje naktyje. Dieninėje pusėje temperatūra gali siekti apie 1 000 kelvinų, tad paviršius tampa ypač nedraugiškas bet kokiems mums įprastiems procesams.

    JWST negali nufotografuoti tokios planetos taip, kaip matome Saulės sistemos kūnus, tačiau gali išmatuoti jos skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę. Iš jos sudaromas spektras, leidžiantis spręsti apie paviršiaus sudėtį, nes skirtingos medžiagos skleidžia ir sugeria šviesą skirtingais bangos ilgiais.

    Ką išdavė infraraudonasis spektras

    Stebėjimams panaudotas JWST vidutinio infraraudonojo diapazono prietaisas MIRI, o rezultatai sulyginti ir su ankstesniais NASA „Spitzer“ teleskopo duomenimis. Tyrėjai padarė išvadą, kad planetos paviršius gali būti panašus į bazaltą, uolieną, susidarančią greitai stingstant magniu ir geležimi praturtintai laviai.

    Kita vertus, spektras taip pat suderinamas su scenarijumi, kad viršuje gali vyrauti ne šviežios uolienų plokštės, o senas, smūgių ir spinduliuotės suardytas dulkinis sluoksnis. Kadangi planeta, tikėtina, neturi atmosferos, jos paviršius neapsaugotas nuo meteorų, kietųjų dalelių ir radiacijos, todėl per ilgą laiką gali susidaryti storas suirusių uolienų sluoksnis.

    Tektonika ir vulkanizmas – didelis klausimas

    Ankstesniuose darbuose buvo svarstoma, ar LHS 3844 b gali turėti tektoninį aktyvumą, tačiau naujesnė analizė pateikia atsargesnį vaizdą. Tyrimo autoriai pabrėžia, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai greičiausiai netaikoma arba yra neveiksminga, o vandens joje turėtų būti labai mažai.

    „Galima daryti išvadą, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai netaikoma arba yra neveiksminga“, – sakė NASA Sagan Fellow Harvardo ir Smithsono astrofizikos centre Sebastianas Zieba.

    „Šioje planetoje, tikėtina, yra labai mažai vandens“, – pridūrė jis.

    Norėdami suprasti, ar pasaulis vis dar geologiškai aktyvus, astronomai ieško netiesioginių ženklų, pavyzdžiui, dujų, kurios Saulės sistemoje dažnai siejamos su vulkanizmu. Tyrėjai nurodo, kad šiuo metu JWST duomenys nepateikė aiškaus anglies dioksido ar sieros junginių signalo, kuris galėtų rodyti aktyvų išsiskyrimą iš gelmių.

    Mokslininkai jau yra surinkę papildomų JWST stebėjimų, kurie turėtų padėti tiksliau atskirti, ar spinduliuotės spektrą formuoja kietos uolienos, ar skirtingo grūdėtumo ir tekstūros dulkės. Tokie metodai remiasi patirtimi, sukaupta tiriant Saulės sistemos beveik beorę aplinką turinčius kūnus, pavyzdžiui, asteroidus.

    Tyrimo rezultatai publikuoti „Nature Astronomy“, o pats metodas laikomas svarbiu žingsniu siekiant tiksliau apibūdinti uolines egzoplanetas. Ilgainiui tai gali priartinti atsakymą, kaip skirtingose žvaigždžių sistemose formuojasi planetų paviršiai, ar jos išlaiko atmosferas ir kokia jų geologinė istorija.

  • Saulės blyksniai neslūgsta: ar gegužės 5–7 dienomis Žemę pasieks naujos magnetinės audros?

    Pastarosiomis dienomis Saulėje užfiksuoti keli blyksniai, kurių kryptis siejama su Žeme. Tačiau specialistai pabrėžia, kad fiksuotas aktyvumas buvo gana silpnas, todėl didelio poveikio geomagnetinei situacijai neturėtų sukelti.

    Pagal naujausias prognozes, gegužės 5 dieną tikėtinas tik nedidelis geomagnetinio lauko suaktyvėjimas. Tai reiškia, kad daugumoje regionų sąlygos turėtų išlikti artimos įprastoms, o ryškesni sutrikimai mažai tikėtini.

    Prognozėse taip pat minima koroninė skylė Saulėje, kuri artimiausiu metu gali pasisukti Žemės kryptimi. Tokios skylės paprastai siejamos su greitesniu Saulės vėju, kuris tam tikrais atvejais sustiprina geomagnetinius svyravimus.

    Vis dėlto šiuo metu vertinama, kad ši situacija greičiau lemtų tik trumpalaikius, vidutiniškai silpnus geomagnetinius trikdžius apie gegužės 7 dieną. Stiprių magnetinių audrų scenarijus laikomas mažai tikėtinu.

    Dėl to laikotarpiu nuo gegužės 5 iki gegužės 7 dienos reikšmingų magnetinių audrų nenumatoma. Jei geomagnetinis fonas trumpam ir padidėtų, prognozuojama, kad jis neturėtų pastebimai paveikti kasdienės veiklos ar daugumos žmonių savijautos.

    Magnetinės audros kyla tada, kai Saulės vėjas ir įkrautos dalelės sąveikauja su Žemės magnetiniu lauku. Stipresnių audrų metu gali sutrikti radijo ryšys, padidėti rizika palydovinei navigacijai, o aukštose platumose kartais fiksuojami elektros tinklų svyravimai.

    Kasdienėje praktikoje didžiausias dėmesys skiriamas prognozuojamiems Kp indekso šuoliams, kurie apibūdina geomagnetinio lauko sutrikimų lygį. Šiuo metu prognozės rodo, kad artimiausiomis dienomis dominuos žemo lygio svyravimai.

    Ekspertai primena, kad Saulės aktyvumas gali keistis greitai, todėl prognozės tikslinamos nuolat, gavus naujus stebėjimų duomenis. Dėl to tiksliausia situacija paprastai matoma artėjant konkrečiai datai.

    Tuo pat metu astronomijos bendruomenėje aptariamas kitas pastebėjimas: mokslininkai nustatė dešimtis galimų planetų, kurios skrieja apie dvi žvaigždes. Tokios sistemos primena mokslinėje fantastikoje vaizduojamus pasaulius, kur danguje matomos dvi saulės.

    Nauji kandidatai išskirti pritaikius patobulintą paieškos metodą ir analizuojant kosminio teleskopo TESS stebėjimus. Tyrėjai nurodo, kad ankstesni metodai dažniau aptikdavo lengviau pastebimas sistemas, o naujas požiūris padeda identifikuoti ir sudėtingesnius atvejus.

    Šiuo metu šie objektai dar laikomi kandidatais, todėl reikės papildomų stebėjimų patvirtinimui. Visgi rezultatai rodo, kad dvigubų žvaigždžių planetų gali būti gerokai daugiau, nei manyta anksčiau.

    „Dabartiniai duomenys rodo, kad artimiausiomis dienomis stiprių magnetinių audrų scenarijus mažai tikėtinas“, – teigia prognozes skelbiantys specialistai.