Foto: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)

Vairākus gadus astronomi prātoja – kā nākas, ka citplanēta, kas ir gandrīz tikpat liela kā mūsu Saules sistēmas gigants Jupiters, ir desmit reižu vieglāka. Tās vidējais blīvums ir gluži kā mikroviļņu krāsnī uzkarsētam zefīram, salīdzināja kosmosa izpētei veltītā vietne "Space.com". Taču kopš 2022. gada astronomiem ir spēcīgs palīgs, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops. Tas palīdzējis atrisināt arī šo detektīvmīklu.

Apmēram 200 gaismas gadus no Zemes ap nelielu zvaigzni riņķo planēta WASP-107b. Līdzīgi kā citas planētas, tās nosaukums citplanētu katalogā saistīts ar programmu, kas planētu palīdzēja atrast. Šajā gadījumā tas ir konsorcijs "Wide Angle Search for Planets" jeb WASP, kurā apvienojušās vairākas akadēmiskas organizācijas un observatorijas, lai vienlaikus monitorētu tūkstošiem zvaigžņu.

WASP-107 zvaigzne ir mazāka par mūsu Sauli – gan tās rādiuss, gan masa nepārsniedz 70% no Saules rādiusa un masas. Tā ir arī par kādu piekto daļu vēsāka. Tuvu ap šo zvaigzni, kas no mūsu skatupunkta atrodas Jaunavas zvaigznājā, riņķo gandrīz vai Jupitera izmēra planēta WASP-107b. Tās eksistenci apstiprināja 2017. gadā, un kopš tā laika astronomi prātojuši, kā gan nākas, ka šis milzis ir tik neticami viegls. Dati liecina, ka tā masa ir vien 12% no Jupitera masas. Proti, milzīgā gāzu planēta sver apmēram tikpat, cik sver 30 Zemes. Jupitera masa ir līdzvērtīga 318 Zemēm.

Pirms kosmosā bija devies jaudīgais infrasarkanais Džeimsa Veba teleskops, astronomi nevarēja ielūkoties tik dziļi WASP-107b atmosfēras iekšienē un precīzi noteikt tās ķīmisko sastāvu. Tobrīd vadošā versija bija, ka planētai ir neliels iežu kodols, ko apņem bagātīgs daudzums ūdeņraža un hēlija. Un tomēr, kaut šī planēta ap zvaigzni riņķo daudz tuvāk nekā mūsu Merkurs ap Sauli, tā tik un tā nesaņem tik daudz siltumenerģijas, lai tik ļoti uzkarsētu un "uzpūstu" tās atmosfēru.

Nu iepriekš ar Habla teleskopu optiskajā spektrā veiktajiem novērojumiem pievienoti dati, kas ievākti ar Veba teleskopu. Tos interpretējušas divas savstarpēji neatkarīgas astronomu komandas, nonākot pie līdzīgiem secinājumiem. Izrādās, ka planētas atmosfērā ir daudz mazāk metāna, nekā tas tipiski ir šādām par superneptūniem (to izmēra dēļ) dēvētajām gāzu planētām. Metāns augstā temperatūrā ir nestabils, un fakts, ka WASP-107b atmosfērā tā ir tik maz, astronomiem liek domāt, ka gāzes no planētas dzīlēm intensīvi sajaucas ar vēsākajiem augšējiem slāņiem. "Planētas iekšiene ir daudz karstāka, nekā mēs iepriekš uzskatījām," vietne "Space.com" citē Džona Hopkinsa Universitātes Merilendā pētnieku Deividu Singu, kas ir viena no abu šim tematam veltīto pētījumu autoriem.

No kurienes šis papildu karstums, ko nevar izskaidrot ar no zvaigznes saņemto siltumernerģiju? To var skaidrot ar planētas orbītu ap zvaigzni. Tā vienu apli veic 5,7 dienās, un pati orbīta nav perfekts aplis, bet gan eliptiska. Tas nozīmē, ka planētai periodiski te esot tuvāk, te tālāk no zvaigznes, tās atmosfēru te sarauj, te izstiepj. Līdzīgi kā mēs uz Zemes pieredzam plūdmaiņas, pateicoties mijiedarbībai ar Mēnesi. Šāda periodiska saraušanās un izstiepšanās ģenerē papildu siltumu. Citiem vārdiem sakot, WASP-107b ir arī karstāka, nekā astronomi uzskatīja, vadoties pēc vecajiem datiem. Šis papildu siltums izmaina arī planētas atmosfēras dziļākajos slāņos esošo gāzu sastāvu, galvenokārt samazinot metāna daudzumu, bet palielinot oglekļa monoksīda un dioksīda daudzumu.

"Veba teleskopa dati mums norāda, ka WASP-107b nebija jāveidojas kādā dīvainā, mums nezināmā veidā ar supermazu iežu kodolu un milzīgu gāzu apvalku. Tā vietā mums ir Neptūnam līdzīga planēta ar diezgan lielu iežu kodolu un ne pārāk daudz gāzes. Vienkārši "uzgriežam" augstāku temperatūru, un atmosfēra "uzpūtīsies", kā tas noticis šajā gadījumā," spriež Arizonas Štata universitātes citplanētu pētnieks Maiks Leins.

Seko "Delfi" arī vai vai Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!