Menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb, para astronom yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana UDEM Louis-Philippe Coulombe menyelidiki pola cuaca ekstrem dan sifat atmosfer LTT 9779 b.
Suasana eksotis LTT 9779 B, “Neptunus Ultra-Hot,” yang jarang terjadi berkat pengamatan melalui Teleskop Luar Angkasa James Webb yang dipimpin oleh Louis-Philippe Coulombe, seorang mahasiswa pascasarjana di Université de Montréal’s Institute for Research on Exoplanet (IREX).
Diterbitkan Today in Nature Astronomy, pengamatan oleh Coulombe dan timnya, menawarkan wawasan baru tentang pola cuaca ekstrem dan sifat atmosfer dari exoplanet yang menarik ini.
Mengorbit bintang inangnya dalam waktu kurang dari sehari, LTT 9779 B mengalami suhu membakar yang mencapai hampir 2.000 ° C pada hari -hari. Planet ini dikunci secara rumit (mirip dengan Bulan Bumi), yang berarti satu sisi terus -menerus menghadapi bintangnya sementara yang lain tetap dalam kegelapan abadi.
Terlepas dari ekstrem ini, tim Coulombe menemukan bahwa dayside Exoplanet Hosts reflektif awan di belahan bumi barat yang lebih dingin, menciptakan kontras yang mencolok dengan sisi timur yang lebih panas.
“Planet ini menyediakan laboratorium yang unik untuk memahami bagaimana awan dan transportasi panas berinteraksi di atmosfer dunia yang sangat diiradiasi,” kata Coulombe.
Asimetri di sisi hari
Menggunakan James Webb Space Telescope (JWST), timnya mengungkap asimetri dalam reflektifitas Dayside planet ini. Tim mengusulkan bahwa distribusi panas dan awan yang tidak merata didorong oleh angin kencang yang mengangkut panas di sekitar planet ini.
Temuan ini membantu memperbaiki model yang menggambarkan bagaimana panas diangkut melintasi planet dan pembentukan awan di atmosfer exoplanet, sehingga juga menjembatani kesenjangan antara teori dan pengamatan.
Tim peneliti mempelajari suasana secara rinci dengan menganalisis kedua panas yang dipancarkan oleh
planet dan cahaya yang dipantulkan dari bintangnya. Untuk membuat gambaran yang lebih jelas, mereka mengamati planet ini di beberapa posisi di orbitnya dan menganalisis sifat -sifatnya pada setiap fase secara individual.
Mereka menemukan awan yang terbuat dari bahan seperti mineral silikat, yang terbentuk di sisi barat yang sedikit lebih dingin dari sisi planet ini. Awan reflektif ini membantu menjelaskan mengapa planet ini begitu cerah pada panjang gelombang yang terlihat, memantul ke belakang banyak cahaya bintang.
Dengan menggabungkan cahaya yang dipantulkan ini dengan emisi panas, tim dapat membuat model terperinci dari atmosfer planet ini. Temuan mereka mengungkapkan keseimbangan yang halus antara panas yang intens dari bintang dan kemampuan planet untuk mendistribusikan kembali energi.
Studi ini juga mendeteksi uap air di atmosfer, memberikan petunjuk penting tentang komposisi planet dan proses yang mengatur lingkungannya yang ekstrem.
“Dengan memodelkan atmosfer LTT 9779 B secara rinci, kami mulai membuka proses yang mendorong pola cuaca asingnya,” kata penasihat penelitian Coulombe Björn Benneke, seorang profesor astronomi dan rekan penulis penelitian.
Teleskop yang sangat kuat
Dengan penelitian ini, JWST sekali lagi menunjukkan kekuatannya yang luar biasa, memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari suasana LTT 9779 B secara rinci yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Instrumen Kanada -nya, imager inframerah dekat dan spektrograf tanpa celah (NIRISS), digunakan untuk mengamati planet ini selama hampir 22 jam. Data menangkap orbit penuh planet di sekitar bintangnya, termasuk dua gerhana sekunder (ketika planet ini lewat di belakang bintangnya) dan transit utama (ketika planet itu lewat di depan bintangnya).
Untuk exoplanet seperti LTT 9779 B, yang secara rumit terkunci pada bintangnya, jumlah dan jenis cahaya yang diamati perubahan saat planet ini berputar, menunjukkan kepada kita bagian -bagian permukaannya yang berbeda. Hari -hari memantulkan dan memancarkan lebih banyak cahaya karena pemanasan yang intens, sedangkan sisi malam yang lebih dingin memancarkan lebih sedikit cahaya. Dengan menangkap spektrum di berbagai fase, para peneliti dapat memetakan variasi suhu, komposisi dan bahkan cakupan awan di permukaan planet ini.
Michael Radica, mantan kandidat PhD di UDEM dan sekarang seorang peneliti postdoctoral di University of Chicago, adalah penulis kedua penelitian ini. Awal tahun ini, ia menerbitkan
Analisis terperinci dari spektrum cahaya planet selama transit. “Sungguh luar biasa bahwa kedua jenis analisis melukis gambaran yang jelas dan konsisten tentang atmosfer planet ini,” katanya.
Penelitian ini dilakukan sebagai bagian dari Eksplorasi Rapi (NIRISS tentang Keragaman Atmosfer Transiting Exoplanet) yang Dijamin Program Pengamatan Waktu, yang dipimpin oleh David Lafrenière dari IREX, seorang profesor astrofisika Udem.
Studi ini menyoroti pentingnya kemampuan JWST untuk mengamati exoplanet di rentang panjang gelombang yang luas, yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengurai kontribusi dari cahaya dan emisi termal yang dipantulkan, katanya.
“Ini persis jenis pekerjaan inovatif yang dirancang JWST untuk memungkinkan.”
Neptune panas yang sangat langka
LTT 9779 B berada di “Hot Neptune Desert,” di mana sangat sedikit planet seperti itu diketahui ada. Sementara planet raksasa yang mengorbit sangat dekat dengan bintang tuan rumah mereka-sering disebut “Hot Jupiters”-biasanya terdeteksi menggunakan metode pencarian exoplanet saat ini, ultra-panas neptunes seperti LTT 9779 B tetap sangat langka.
“Menemukan planet sebesar ini yang begitu dekat dengan bintang tuan rumahnya seperti menemukan bola salju yang belum meleleh dalam api,” kata Coulombe. “Ini adalah bukti keragaman sistem planet dan menawarkan jendela tentang bagaimana planet berevolusi dalam kondisi ekstrem.”
Sistem planet yang langka ini terus menantang pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana planet terbentuk, bermigrasi, dan bertahan dalam menghadapi kekuatan bintang yang tak henti -hentinya. LTT 9779 awan reflektif B dan logam tinggi dapat menjelaskan bagaimana atmosfer berkembang di lingkungan yang ekstrem juga.
LTT 9779 B adalah laboratorium yang luar biasa untuk mengeksplorasi pertanyaan -pertanyaan ini, menawarkan wawasan tentang proses yang lebih luas yang membentuk arsitektur sistem planet di seluruh galaksi, kata Coulombe.
“Temuan ini memberi kita lensa baru untuk memahami dinamika atmosfer pada raksasa gas yang lebih kecil. Ini hanyalah awal dari apa yang akan diungkapkan JWST tentang dunia yang menarik ini.”
Tentang penelitian ini
“Awan yang sangat reflektif pada bagian hari barat dari exo-neptunus yang diidentifikasi dengan spektroskopi cahaya yang dipantulkan dan termal-emisi yang diselesaikan dengan fase“Oleh Louis Philippe Coulombe et al., Diterbitkan 25 Februari 2025 di Nature Astronomy.
Para penulis mengakui dukungan keuangan dari Badan Antariksa Kanada untuk penelitian ini.
