Wielki sukces astronomów. Zajrzeli oni przez atmosferę planety spoza Układu Słonecznego, po raz pierwszy mapując jej strukturę w 3D. Dzięki połączeniu wszystkich czterech teleskopów głównych, stanowiących Bardzo Duży Teleskop (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), zespół badawczy odkrył potężne wiatry niosące pierwiastki chemiczne, takie jak żelazo i tytan, tworzące skomplikowane wzorce pogodowe w atmosferze planety. To - jak twierdzą naukowcy - otwiera drzwi do szczegółowych badań składu chemicznego i pogody obcych światów.
Atmosfera tej planety zachowuje się w sposób, który stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia funkcjonowania pogody. Nie tylko na Ziemi, ale także na innych planetach. Wydaje się to kompletnym science-fiction - mówi Julia Victoria Seidel, badaczka z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile, główna autorka badań opublikowanych dzisiaj w Nature.
Planeta WASP-121b, znana także jako Tylos, znajduje się od nas około 900 lat świetlnych w kierunku konstelacji Rufy. Jest to ultra-gorący Jowisz - gazowy olbrzym krążący wokół swojej gwiazdy tak blisko, że jeden rok trwa tam zaledwie około 30 ziemskich godzin. Co więcej, jedna strona planety jest gorąca, ponieważ jest zawsze zwrócona do gwiazdy, podczas gdy druga część jest znacznie chłodniejsza.
Zespół zbadał głębiny atmosfery Tylos i odkrył, że wiatry wieją w osobnych warstwach. Utworzono trójwymiarową mapę struktury atmosfery. Po raz pierwszy astronomowie byli w stanie zbadać atmosferę planety spoza Układu Słonecznego na takiej głębokości i takich szczegółach.
To, co znaleźliśmy, było zaskakujące: strumień obraca materię wokół równika planety, podczas gdy oddzielny przepływ na niższych poziomach atmosfery przemieszcza gaz od gorącej strony do chłodniejszej. Ten rodzaj klimatu nie był dotąd nigdy widziany na żadnej planecie - wskazuje Seidel, która jest także badaczką w Lagrange Laboratory, stanowiącym część Observatoire de la Côte d'Azur we Francji.
Obserwowany strumień rozciąga się na połowę planety, nabierając prędkości i gwałtownie wzburzając atmosferę wysoko na niebie, gdy przecina gorącą stronę Tylos. Nawet najsilniejsze huragany w Układzie Słonecznym wydają się spokojne w porównaniu do tego - dodaje badaczka.
Aby odkryć trójwymiarową strukturę atmosfery egzoplanet, zespół użył instrumentu ESPRESSO na VLT, aby połączyć światło z jego czterech wielkich teleskopów głównych w jeden sygnał. Ten połączony tryb pracy zbiera cztery razy więcej światła niż pojedynczy teleskop główny, prezentując słabsze szczegóły. Obserwując planetę podczas jednego pełnego tranzytu na tle gwiazdy macierzystej, ESPRESSO był w stanie wykryć sygnatury wielu pierwiastków chemicznych, próbkując w efekcie różne warstwy atmosfery.
VLT pozwolił nam zbadać trzy równe warstwy atmosfery egzoplanet na raz - mówi współautor badań Leonardo A. dos Santos ze Space Telescope Science Institute w Baltimore (Stany Zjednoczone).
Zespół obserwował ruchy żelaza, sodu i wodoru, co pozwoliło na prześledzenie wiatrów odpowiednio w głębokiej, średniej i płytkiej warstwie planetarnej atmosfery. Taki rodzaj obserwacji jest bardzo trudny do wykonania przez teleskopy kosmiczne, co podkreśla znaczenie naziemnych obserwacji egzoplanet - dodaje naukowiec.
Co ciekawe, obserwacje odkrywają także występowanie tytanu tuż pod strumieniem, co wskazano w towarzyszącym badaniu opublikowanym w Astronomy and Astrophysics. Była to kolejna niespodzianka, ponieważ wcześniejsze obserwacje planety pokazały brak tego pierwiastka, prawdopodobnie dlatego, iż jest ukryty głęboko w atmosferze.
To naprawdę niesamowite, że jesteśmy w stanie badać szczegóły takie, jak skład chemiczny i wzorce pogodowe planety na tak olbrzymich odległościach - komentuje Bibiana Prinoth, doktorantka na Lund University (Szwecja) i w ESO, która kierowała badaniami towarzyszącymi i jest współautorką publikacji w Nature.
Aby odkryć atmosfery mniejszych, podobnych do Ziemi planet, potrzebne będą jednak większe teleskopy. Wśród nich będzie Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), który jest obecnie budowany przez ESO na chilijskiej pustyni Atakama, a także jego instrument ANDES.
ELT będzie przełomem w badaniach atmosfer egzoplanet - mówi Prinoth. To doświadczenie sprawia, że czuję, iż jesteśmy na skraju odkrycia niesamowitych rzeczy, o których aktualnie możemy tylko pomarzyć - dodaje.
