Rejtélyes, nehéz légkör a mini-Neptunuszon
A Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatócsoportja most a James Webb űrtávcsővel vizsgálta meg közelebbről a belső bolygó, vagyis a mini-Neptunusz légkörét. Ez volt az első alkalom, hogy egy forró Jupiter belső pályáján mozgó mini-Neptunusz összetételét sikerült elemezni.
Az eredmények szerint a bolygó légköre kifejezetten sűrű, és rengeteg nehezebb molekulát tartalmaz: vízgőz, szén-dioxid, kén-dioxid és némi metán uralja a gázok palettáját. Ez az összetétel teljesen szokatlan lenne, ha a bolygó eredetileg a csillagához közel, a tűzforró térségben alakult volna ki. Ezért minden arra mutat, hogy ezek a bolygók egészen más úton keletkeztek.
A fagyvonal túloldaláról indultak
A tudósok arra jutottak, hogy mind a mini-Neptunusz, mind a forró Jupiter valójában sokkal messzebb születtek a csillaguktól, egy hideg, jeges régióban, ahol a gázkorongban bőséggel akadt jég és illékony anyag. Ebben a környezetben a bolygók könnyen építhettek vastag, nehéz atmoszférát.
Később közösen indultak el befelé, a csillag irányába vándorolva, miközben szokatlan pályájukat és légkörüket is megőrizték. Ez az első kézzelfogható bizonyíték arra, hogy a mini-Neptunuszok a csillag fagyvonala – ahol a hőmérséklet elég alacsony a vízjég kialakulásához – mögött is létrejöhetnek. Bizonyos jelek arra utalnak, hogy ez az eddig feltételezett bolygófejlődési út ténylegesen létezik.
Különlegességek és kihívások
A mini-Neptunuszok a nevükhöz hűen kisebbek, mint a Naprendszerünk Neptunusza, de nagyobbak a Földnél, és vastag gáztakaróba burkolóznak. Érdekesség, hogy ezek a bolygók a galaxisban igen gyakoriak, bár a saját rendszerünkben épp nincs egy sem. A most vizsgált rendszer – ahol a mini-Neptunusz négy, a forró Jupiter nyolc nap alatt kerüli meg a TOI-1130 nevű csillagot – rendkívül ritkának számít, mert hasonló konfigurációt csak elvétve találnak a kutatók. A forró Jupiter – hatalmas tömegével és gravitációjával – jellemzően kiszorítja a közelében mozgó más bolygókat, ezért óriási rejtély volt, hogyan maradhatott meg mellette egy belső társ.
Az időzítés művészete: pályarezonancia
Az égitestek vizsgálata különösen nehéz volt, mivel sajátos pályarezonanciában keringenek: a két bolygó gravitációja folyamatosan befolyásolja egymás mozgását, így elmozdulásaik nehezen jósolhatók meg. A megfigyeléseket gondos előzetes számítások tették lehetővé: a James Webb űrtávcső éppen akkor figyelhette meg őket, amikor a csillag előtt vonulnak el.
Új bizonyíték a bolygóvándorlásra
Az atmoszféra összetételének vizsgálata azt igazolja, hogy a TOI-1130b nevű mini-Neptunusz vastag légkörét valószínűleg a rendszer külső, hideg részén gyűjtötte össze, ott, ahol a vízjég szilárd formában megtapad a porszemcséken. Ahogy a bolygó később beljebb került, a jég elpárolgott, ám a nehéz molekulák a légkörben maradtak. Ezért ez a rendszer egyedülálló példája annak, mennyire összetett és változatos bolygócsaládok is kialakulhatnak a világegyetemben.
Az MIT, a Harvard, a Smithsonian Center for Astrophysics, a Texas Egyetem, a South Queensland-i Egyetem és a Lund Egyetem kutatói közös erővel tették lehetővé ezt a kimagasló felfedezést.
