James Webb Kosmik Teleskopu (JWST) ilə aparılan müşahidələr WASP-121b ekzoplanetinin necə əmələ gəldiyi və onun ulduzun ətrafındakı qaz və toz diskində haradan yaranmış ola biləcəyi ilə bağlı yeni ipuçları verdi. Bu anlayışlar bir çox əsas molekulların aşkarlanmasından irəli gəlir: su buxarı, karbon monoksit, silikon monoksit və metan.

Bu aşkarlamalarla astronomlar Tomas Evans-Soma və Cyril Gappın rəhbərlik etdiyi qrup WASP-121b atmosferindəki karbon, oksigen və silisiumun inventarını tərtib edə bildi. Xüsusilə metan aşkarlanması həm də sərin gecə tərəfində güclü şaquli küləkləri təklif edir ki, bu proses indiki modellərdə tez-tez nəzərə alınmır.

WASP-121b ultra isti nəhəng planetdir və öz ulduzunun diametrindən cəmi iki dəfə böyük məsafədə fırlanır və bir orbiti təxminən 30,5 saat ərzində tamamlayır. Planet iki fərqli yarımkürə nümayiş etdirir: biri həmişə ev sahibi ulduza baxır, yerli temperaturu 3000 dərəcə Selsidən çox olan və temperaturun 1500 dərəcəyə endiyi əbədi gecə tərəfi.

Tomas Evans-Soma izah etdi: “Gündüz temperaturu odadavamlı materialların – adətən güclü istiliyə davamlı bərk birləşmələrin – planetin atmosferinin qaz komponentləri kimi mövcud olması üçün kifayət qədər yüksəkdir”. O, Almaniyanın Heidelberq şəhərindəki Maks Plank Astronomiya İnstitutu (MPIA) və Avstraliyanın Nyukasl Universiteti ilə əlaqəli astronomdur. O , Nature Astronomy jurnalında dərc olunan araşdırmaya rəhbərlik edib .

WASP-121b-nin doğulduğu yerin açılması

Komanda çox fərqli temperaturlarda buxarlanan birləşmələrin bolluğunu tədqiq edərək, planetin formalaşması və təkamülü haqqında ipucu verdi. The Astronomical Journal -da dərc olunan ikinci araşdırmanın aparıcı müəllifi MPIA tələbəsi Cyril Gapp qeyd edib ki, “qaz halında olan materialları maye və bərk maddələrlə müqayisədə müəyyən etmək daha asandır” .

“Bir çox kimyəvi birləşmələr qaz şəklində mövcud olduğundan, astronomlar WASP-121b-dən planet atmosferlərinin xüsusiyyətlərini araşdırmaq üçün təbii laboratoriya kimi istifadə edirlər.”

Komanda bu qənaətə gəldi ki, WASP-121b qazının çox hissəsini suyun donmuş qalması üçün kifayət qədər soyuq, lakin metan (CH4) buxarlanması və qaz halında mövcud olması üçün kifayət qədər isti olan bölgədə toplayıb. Planetlər gənc ulduzu əhatə edən qaz və toz diski içərisində əmələ gəldiyi üçün belə şərait ulduz radiasiyasının müvafiq temperaturları yaratdığı məsafələrdə baş verir.

Bizim günəş sistemimizdə bu bölgə Yupiter və Uranın orbitləri arasında yerləşir. WASP-121b-nin indi ev sahibi ulduzun səthinə təhlükəli dərəcədə yaxın orbitdə olduğunu nəzərə alsaq, bu, diqqətəlayiqdir. Bu, formalaşdıqdan sonra onun buzlu xarici bölgələrdən planetar sisteminin mərkəzinə qədər uzun bir səyahət etdiyini göstərir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749038771&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-space-pebbles-play-pivotal-role.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NyJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjU3Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749038771618&bpp=4&bdt=221&idt=-M&shv=r20250602&mjsv=m202506030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4563696402980&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2410&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353386%2C95360814%2C31092827%2C95344790%2C95362175&oid=2&pvsid=421899037794535&tmod=252968925&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=138

WASP-121b-nin hadisəli gəncliyinin yenidən qurulması

Silikon, silikon monoksit (SiO) qazı kimi aşkar edildi, lakin ilk olaraq qaz zərfinin çox hissəsini əldə etdikdən sonra planetin cisimlərində, xüsusən də asteroidlərdə saxlanılan kvars kimi qayalı material vasitəsilə planetə daxil oldu. Planetesmalların əmələ gəlməsi vaxt tələb edir və bu prosesin planetlərin inkişafının sonrakı mərhələlərində baş verdiyini göstərir.

Planetin formalaşması bir-birinə yapışan və tədricən santimetrdən metrə qədər olan çınqıllara çevrilən buzlu toz hissəcikləri ilə başlayır. Ətrafdakı qazları və kiçik hissəcikləri cəlb edərək böyüməsini sürətləndirirlər.

Bunlar WASP-121b kimi gələcək planetlərin toxumlarıdır. Ətrafdakı qazın sürüklənməsi hərəkət edən çınqılların ulduza doğru içəriyə doğru spirallaşmasına səbəb olur. Onlar miqrasiya edərkən, yerləşmiş buzları diskin daha isti daxili bölgələrində buxarlanmağa başlayır.

Körpə planetlər öz ulduzlarının ətrafında fırlanarkən, protoplanetar diskdə əhəmiyyətli boşluqlar açmaq üçün kifayət qədər böyüyə bilərlər. Bu, çınqılların içəriyə doğru sürüşməsini və yerləşdirilmiş buzlarla təchizatı dayandırır, lakin geniş bir atmosfer yaratmaq üçün kifayət qədər qaz buraxır.

WASP-121b vəziyyətində, bu, planetin karbonla təmin etdiyi qazı zənginləşdirən metan çınqıllarının buxarlandığı yerdə baş verib. Bunun əksinə olaraq, su çınqılları oksigeni bağlayaraq donmuş vəziyyətdə qaldı.

Bu ssenari Evans-Soma və Qappın planetin atmosferində onun ulduzuna nisbətən daha yüksək karbon-oksigen nisbətini müşahidə etdiklərini ən yaxşı şəkildə izah edir. WASP-121b, oksigenlə zəngin çınqılların axını dayandıqdan sonra karbonla zəngin qazı cəlb etməyə davam edərək, atmosfer zərfinin son tərkibini təyin etdi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Metanın aşkarlanması güclü şaquli cərəyanlar tələb edir

Atmosferin temperaturu dəyişdikcə, metan və karbon monoksit kimi müxtəlif molekulların miqdarının dəyişməsi gözlənilir.

WASP-121b-nin gün kənarının ultra yüksək temperaturlarında metan olduqca qeyri-sabitdir və aşkar edilə bilən miqdarda olmayacaq. Astronomlar WASP-121b kimi planetlər üçün müəyyən ediblər ki, gündüz yarımkürəsindən gələn qaz, qaz tərkibinin aşağı temperaturlara uyğunlaşa bildiyindən daha sürətlə nisbətən sərin gecə yarımkürəsinə qarışdırılmalıdır.

Bu ssenariyə əsasən, metan bolluğunun gündüzlərdə olduğu kimi, gecə tərəfində də cüzi olacağını gözləmək olardı. Bunun əvəzinə astronomlar WASP-121b-nin gecə tərəfində bol metan aşkar etdikdə, bu, tamamilə sürpriz oldu.

Bu nəticəni izah etmək üçün komanda təklif edir ki, metan qazı yüksək bolluğunu saxlamaq üçün gecə tərəfində sürətlə doldurulmalıdır.

Bunu etmək üçün ağlabatan mexanizm, atmosferin yüksək karbon-oksigen nisbəti ilə birləşən nisbətən aşağı gecə temperaturu sayəsində metanla zəngin olan daha aşağı atmosfer təbəqələrindən metan qazını qaldıran güclü şaquli cərəyanları əhatə edir.

Evans-Soma, “Bu, WASP-121b-nin gecə tərəfində aşkar etdiyimiz güclü şaquli qarışığı təkrar istehsal etmək üçün uyğunlaşdırılmalı olan ekzoplanet dinamik modellərini çətinləşdirir” dedi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749038771&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-space-pebbles-play-pivotal-role.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NyJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjU3Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749038771618&bpp=2&bdt=222&idt=-M&shv=r20250602&mjsv=m202506030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749038492%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=4563696402980&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4587&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353386%2C95360814%2C31092827%2C95344790%2C95362175&oid=2&pvsid=421899037794535&tmod=252968925&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=143

Kəşfdə JWST-nin rolu

Komanda WASP-121b-ni öz ulduzu ətrafında tam orbiti boyunca müşahidə etmək üçün JWST-nin Yaxın İnfraqırmızı Spektroqrafdan (NIRSpec) istifadə etdi. Planet öz oxu ətrafında fırlandıqca, onun səthindən alınan istilik radiasiyası dəyişir və onun şüalanmış atmosferinin müxtəlif hissələrini teleskopa məruz qoyur. Bu, komandaya planetin gündüz və gecə tərəfinin şəraitini və kimyəvi tərkibini xarakterizə etməyə imkan verdi.

Astronomlar həmçinin planet öz ulduzunun qarşısından keçərkən müşahidələr aparıblar. Bu mərhələdə bəzi ulduz işığı planetin atmosfer hissəsini süzür və onun kimyəvi tərkibini aşkar edən spektral barmaq izləri buraxır. Bu tip ölçmə xüsusilə gündüz və gecə tərəfindəki qazların qarışdığı keçid bölgəsinə həssasdır.

Gapp qeyd edib ki, “İnkişaf etməkdə olan ötürmə spektri emissiya məlumatları ilə edilən silisium monoksit, karbon monoksit və suyun aşkarlanmasını təsdiqləyib”. “Lakin gecə ilə gündüz arasında keçid zonasında metan tapa bilmədik”.

Ətraflı məlumat: Thomas M. Evans-Soma və digərləri, SiO və nəhəng ekzoplanet WASP-121 b atmosferində super ulduz C/O nisbəti, Təbiət Astronomiyası (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02513-x

Cyril Gapp və digərləri, WASP-121 b-nin JWST/NIRSpec G395H ilə Müşahidə Edilən Transmissiya Spektri Atmosferdə Termal Dissosiasiya və SiO2-ni aşkar edir, The Astronomical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/ad9c6e

Jurnal məlumatı: Nature Astronomy , Astronomical Journal  

Max Planck Cəmiyyəti tərəfindən təmin edilmişdir