Teleskop NASA odkrył planetę, na której pada piaskiem

Puchata atmosfera Wasp-107b, w której astronomowie odkryli chmury piaskowe. Fotografia:Klaas Verpoest/Johan van Looveren/LUCA School of Arts/KU Leuven/PA

Teleskop NASA James’a Webba dokonał przełomowego odkrycia, ujawniając planetę, na której drobinki piasku padają zamiast deszczu.

Planeta Wasp-107b znajduje się 200 lat świetlnych od naszej planety, w konstelacji Panny, i przykuła uwagę astronomów swoim dużym rozmiarem i stosunkowo niewielką masą, czemu zawdzięcza swój przydomek planety „waty cukrowej”. Ostatnie obserwacje pozwalają nam zobaczyć wcześniej niewidziany, dziwny i egzotyczny świat planety pozasłonecznej, na której można zaobserwować krzemowe chmury i deszcze piaskowe, piekielne temperatury, potężne huragany oraz charakterystyczny zapach dwutlenku siarki, zapach wypalonych zapałek. 

„Nasza wiedza o innych planetach jest oparta tylko na tym, co znamy z naszej Ziemi” - powiedział profesor Leen Decin z Katolickiego Instytutu w Luven, pierwszy autor tego badania - „To bardzo ograniczona wiedza”.

Planeta została odkryta w 2017 roku, po tym jak naukowcy zaobserwowali sygnały mrugającego światła gwiazdy macierzystej za każdym razem, gdy planeta orbitowała przed nią. „To jak mucha przelatująca przed latarnią” - mówi Decin - „Można zauważyć małą plamkę i lekkie ściemnienie światła.”

James Webb wynosi te badania na wyższy poziom, obliczając ilość światła filtrowanego przez atmosferę planety. Ponieważ różne pierwiastki absorbują różnej długości fale świetlne, spektrum gwiazdy pozwala ustalić jakie gazy tworzą atmosferę.

Wasp-107b ma masę podobną do Neptuna, ale rozmiarami bliżej jej do Jowisza, a jej rozmiar i rozproszenie atmosfery pozwala przyjrzeć się głębiej.

„To wspaniały cel do obserwacji, ponieważ jest bardzo puszysta. Jedna z najbardziej puszystych planet jakie odkryliśmy, a to właśnie z tych odczytujemy najlepsze sygnały wpatrując się w ich atmosfery” - mówi doktor Joanna Barstow, badacz planetarny na Open University, która pracuje nad osobnymi pomiarami tej planety. „Pracowaliśmy nad naszymi przypuszczeniami dotyczącymi tej planety przez ostatnie 10 lat, nic jednak nie mogło nas przygotować na to, co aktualnie widzimy, ani na to, czego się dowiadujemy i jak dobrej jakości są to informacje. To jest niesamowicie ekscytujące”. 

Ostatnie obserwacje które opublikowano w Nature, ujawniają obecność pary wodnej oraz dwutlenku siarki, co nadawałoby atmosferze zapachu wypalonych zapałek. Jest to również pierwszy przypadek zidentyfikowania składu chemicznego chmur obcej planety - w tym wypadku jest to krzemowy piasek. 

Na tej planecie zachodziłoby zjawisko podobne do ziemskiego obiegu wody w naszej atmosferze, jednakże zamiast wody, piasek zmienia stan pomiędzy stałym a gazowym. 

Z cieplejszych, niższych warstw atmosfery, z temperaturami rzędu 1000 stopni Celsjusza, para krzemowa uchodziłaby do wyższych, zimniejszych warstw. Tam zamieniałaby się w małe, niewidoczne gołym okiem ziarenka piasku. Następnie opadałaby jak deszcz do niższych warstw atmosfery. Poniżej pewnego poziomu, piasek zamieniałby się z powrotem w parę, kończąc cykl. 

„Chmury byłyby niczym mglisty kurz” - twierdzi Decin - „A ziarenka piasku poruszałyby się z zawrotną prędkością kilku kilometrów na sekundę.”

Głównym celem teleskopu Jamesa Webba jest analiza atmosfer odległych planet oraz poszukiwanie gazów bio sygnałowych, które mogłyby wskazywać na obecność życia. Wasp-107b nie jest zaliczany do potencjalnych kandydatów, ze względu na temperatury sięgające 1000 stopni oraz brak powierzchni stałej. „To absolutnie nieprzyjazne środowisko - w każdym razie dla nas” - powiedział Decin. 

Większe wyzwanie stanowić będą obserwacje planet skalistych rozmiarów Ziemi, ponieważ ich atmosfery, o ile występują, są zazwyczaj dużo cieńsze i gęstsze. Jednakże, wysokiej jakości detale uzyskiwane z takich celów jak Wasp-107b to bardzo dobry znak. 

„Wszechświat pełen jest niespodzianek,” - twierdzi Decin. „Wyobrażam sobie, że może być wiele zupełnie innych dróg do powstania życia na innych planetach. Może się ono znacząco różnić od tego, co jest nam znane. Musimy poszerzyć naszą wyobraźnię.”