Komunikat prasowy

Teleskop ESO zaobserwował egzoplanetę, na której padają deszcze z żelaza

11 marca 2020

Naukowcy korzystający z należącego do ESO teleskopu VLT zaobserwowali ekstremalną planetę, na której przypuszczalnie padają żelazne deszcze. Po dziennej stronie ultragorącej, olbrzymiej egzoplanety temperatury osiągają ponad 2400 stopni Celsjusza, co wystarcza do wyparowania metali. Silne wiatry przenoszą opary żelaza na chłodniejszą nocną stronę, gdzie żelazo kondensuje do kropli.

„Ktoś mógłby powiedzieć, że ta planeta jest deszczowa wieczorem, z taką różnicą, że pada tam żelazo” komentuje David Ehrenreich, profesor na Uniwersytecie Genewskim w Szwajcarii. Naukowiec kierował badaniami opublikowanymi dzisiaj w czasopiśmie Nature, dotyczącymi egzotycznej egzoplanety. Obiekt jest znany jako WASP-76b, znajduje się około 640 lat świetlnych od nas, w kierunki konstelacji Ryb.

Wspomniane dziwne zjawisko występuję, ponieważ planeta „żelaznego deszczu” zawsze pokazuje tylko jedną stronę (dzienną) w kierunku swojej gwiazdy macierzystej. Jej chłodniejsza strona nocna pozostaje w nieustannej ciemności. Podobnie jak Księżyc krążący po orbicie wokół Ziemi, WASP-76b jest "związana pływowo": obrót dookoła osi zajmuje jej tyle samo czasu, co obieg wokół gwiazdy (tzw. obrót synchroniczny).

Po stronie dziennej otrzymuje tysiące razy więcej promieniowania od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca. Jest tak gorąca, że molekuły rozpadają się na atomy, a metale, takie jak żelazo, parują do atmosfery. Ekstremalna różnica temperatur pomiędzy stronami dzienną, a nocną, skutkuje mocnymi wiatrami, którzy przenoszą opary żelaza z ultragorącej strony dziennej na chłodniejszą stronę nocną, gdzie temperatury spadają do około 1500 stopni Celsjusza.

Według nowych badań, WASP-76b nie tylko ma różne temperatury dzienno/nocne, ale także różną chemię. Korzystając z nowego instrumentu ESPRESSO na należącym do ESO teleskopie VLT na chilijskiej pustyni Atrakama, astronomowie po raz pierwszy zidentyfikowali chemiczną zmienność na ultragorącej gigantycznej gazowej planecie. Wykryli silne sygnatury pary żelaza na wieczornej granicy oddzielającej stronę dzienną od nocnej. „Zaskakująco, nie widzimy natomiast pary żelaza po stronie porannej” mówi Ehrenreich. Jak mówi, powodem są „żelazne deszcze po stronie nocnej na tej ekstremalnej egzoplanecie.”

„Obserwacje pokazują, że para żelaza występuje w atmosferze gorącej dziennej strony WASP-76b” dodaje María Rosa Zapatero Osorio, astrofizyczka w Centrum Astrobiologii w Madrycie (Hiszpania), kierująca zespołem naukowym ESPRESSO. „Część tego żelaza jest wstrzykiwana na nocną stronę na skutek rotacji planety i wiatrów atmosferycznych. W tamtym rejonie żelazo napotyka na znacznie chłodniejsze otoczenie, kondensuje i spada jako deszcz.”

Opisane wyniki zostały uzyskane z początkowych obserwacji naukowych wykonywanych instrumentem ESPRESSO we wrześniu 2018 r. przez naukowe konsorcjum, które zbudowało instrument: zespół z Portugalii, Włoch, Szwajcarii, Hiszpanii i ESO.

ESPRESSO — Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations — został zaprojektowany do polowania na planety podobne do Ziemi krążące wokół gwiazd podobnych do Słońca. Jednak dowiódł, że jest znacznie bardziej uniwersalny. „Wkrótce zdaliśmy sobie sprawę, że niesamowita moc zbierająca światło w VLT i ekstremalna stabilność ESPRESSO uczyniły je pierwszorzędną maszyną do badania atmosfer egzoplanet” mówi Pedro Figueira, naukowiec instrumentu ESPRESSO w ESO w Chile. „Teraz mamy całkiem nowy sposób na śledzenie klimatu najbardziej ekstremalnych egzoplanet” podsumowuje Ehrenreich.

Uwagi

Wcześniejsza wersja tego komunikatu prasowego niepoprawnie wskazywała odległość do WASP-76b na 390 lat świetlnych, co było oparte na wynikach badań z 2016 r. Nowsze dane wskazują, że dystans ten wynosi 640 lat świetlnych.

Więcej informacji

Wyniki badań ukażą się w Nature.

Skład zespołu badawczego: David Ehrenreich (Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Genewa, Szwajcaria [UNIGE]), Christophe Lovis (UNIGE), Romain Allart (UNIGE), María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madryt, Hiszpania [CSIC-INTA]), Francesco Pepe (UNIGE), Stefano Cristiani (INAF Osservatorio Astronomico di Trieste, Włochy [INAF Trieste]), Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spain [IAC]), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugalia [IA/UPorto] & Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugalia [FCUP]), Francesco Borsa (INAF Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Włochy [INAF Brera]), Olivier Demangeon (IA/UPorto), Xavier Dumusque (UNIGE), Jonay I. González Hernández (IAC), Núria Casasayas-Barris (IAC), Damien Ségransan (UNIGE), Sérgio Sousa (IA/UPorto), Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portugalia [IA/FCUL] & Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [FCUL], Vardan Adibekyan [IA/UPorto], Michael Affolter (Physikalisches Institut & Center for Space and Habitability, Universität Bern, Szwajcaria [Bern]), Carlos Allende Prieto (IAC), Yann Alibert (Bern), Matteo Aliverti (INAF Brera), David Alves (IA/FCUL & FCUL), Manuel Amate (IA/UPorto), Gerardo Avila (European Southern Observatory, Garching bei München, Niemcy [ESO]), Veronica Baldini (INAF Trieste), Timothy Bandy (Bern), Willy Benz (Bern), Andrea Bianco (INAF Brera), Émeline Bolmont (UNIGE), François Bouchy (UNIGE), Vincent Bourrier (UNIGE), Christopher Broeg (Bern), Alexandre Cabral (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Calderone (INAF Trieste), Enric Pallé (IAC), H. M. Cegla (UNIGE), Roberto Cirami (INAF Trieste), João M. P. Coelho (IA/FCUL & FCUL), Paolo Conconi (INAF Brera), Igor Coretti (INAF Trieste), Claudio Cumani (ESO), Guido Cupani (INAF Trieste), Hans Dekker (ESO), Bernard Delabre (ESO), Sebastian Deiries (ESO), Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste), Pedro Figueira (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & IA/UPorto), Ana Fragoso (IAC), Ludovic Genolet (UNIGE), Matteo Genoni (INAF Brera), Ricardo Génova Santos (IAC), Nathan Hara (UNIGE), Ian Hughes (UNIGE), Olaf Iwert (ESO), Florian Kerber (ESO), Jens Knudstrup (ESO), Marco Landoni (INAF Brera), Baptiste Lavie (UNIGE), Jean-Louis Lizon (ESO), Monika Lendl (UNIGE & Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Austria), Gaspare Lo Curto (ESO Chile), Charles Maire (UNIGE), Antonio Manescau (ESO), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto & Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugalia), Denis Mégevand (UNIGE), Andrea Mehner (ESO Chile), Giusi Micela (INAF Osservatorio Astronomico di Palermo, Italy), Andrea Modigliani (ESO), Paolo Molaro (INAF Trieste & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Włochy), Manuel Monteiro (IA/UPorto), Mario Monteiro (IA/UPorto & FCUP), Manuele Moschetti (INAF Brera), Eric Müller (ESO), Nelson Nunes (IA), Luca Oggioni (INAF Brera), António Oliveira (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Pariani (INAF Brera), Luca Pasquini (ESO), Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, Spain), José Luis Rasilla (IAC), Edoardo Redaelli (INAF Brera), Marco Riva (INAF Brera), Samuel Santana Tschudi (ESO Chile), Paolo Santin (INAF Trieste), Pedro Santos (IA/FCUL & FCUL), Alex Segovia Milla (UNIGE), Julia V. Seidel (UNIGE), Danuta Sosnowska (UNIGE), Alessandro Sozzetti (INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, Pino Torinese, Włochy), Paolo Spanò (INAF Brera), Alejandro Suárez Mascareño (IAC), Hugo Tabernero (CSIC-INTA & IA/UPorto), Fabio Tenegi (IAC), Stéphane Udry (UNIGE), Alessio Zanutta (INAF Brera), Filippo Zerbi (INAF Brera).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia (IA/FCUL) strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia ESPRESSO
• Zdjęcia VLT
• Więcej o ESPRESSO i tego, w jaki sposób poszukuje egzoplanet

Kontakt

David Ehrenreich
Associate Professor at the University of Geneva
Geneva, Switzerland
Tel.: +41 22 379 23 90
E-mail: david.ehrenreich@unige.ch

Francesco Pepe
Professor at the University of Geneva and Principal Investigator of the ESPRESSO consortium
Geneva, Switzerland
Tel.: +41 22 379 23 96
E-mail: francesco.pepe@unige.ch

María Rosa Zapatero Osorio
Chair of the ESPRESSO science team at Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: +34 9 15 20 64 27
E-mail: mosorio@cab.inta-csic.es

Pedro Figueira
Astronomer at ESO and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, instrument scientist of ESPRESSO
Santiago, Chile
Tel.: +56 2 2463 3074
E-mail: pedro.figueira@eso.org

Nuno C. Santos
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto and Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel.: +351 226 089 893
E-mail: nuno.santos@astro.up.pt

Stefano Cristiani
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at INAF Astronomical Observatory of Trieste
Trieste, Italy
Tel.: +39 040 3199220
E-mail: stefano.cristiani@inaf.it

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych