O moleculă nemaigăsită până acum în afara Sistemului Solar, detectată pe o planetă cu „ploaie de gheață”

O exoplanetă de mărimea lui Jupiter îi intrigă de mult timp pe astronomi datorită temperaturilor toride, vânturilor puternice și ploii laterale cu fragmente de sticlă. Acum, datele furnizate de Telescopul Spațial James Webb au dezvăluit o altă caracteristică interesantă a planetei cunoscute sub numele de HD 189733b: miroase a ouă stricate. De fapt, este vorba despre o moleculă nemaigăsită până acum în afara Sistemului Solar.

Cercetătorii care studiază atmosfera planetei HD 189733b au folosit observațiile Webb pentru a detecta urme de hidrogen sulfurat, un gaz incolor care degajă un puternic miros sulfuric și care nu a fost observat niciodată în afara Sistemului nostru Solar. Descoperirea avansează ceea ce se știe despre compoziția potențială a exoplanetelor.

Descoperirile, compilate de o echipă formată din mai multe instituții, au fost publicate în revista Nature.^[sursa]

O planetă ciudată cu vreme mortală

Oamenii de știință au descoperit pentru prima dată HD 189733b în anul 2005 și au identificat ulterior gigantul gazos ca fiind un „Jupiter fierbinte”, o planetă care are o compoziție chimică similară cu cea a lui Jupiter, cea mai mare planetă din Sistemul nostru Solar, dar cu temperaturi amețitoare.

Aflată la „numai” 64 de ani-lumină de Pământ, HD 189733b este cel mai apropiat „Jupiter fierbinte” pe care astronomii îl pot studia în timp ce planeta trece prin fața stelei sale. Din acest motiv, este una dintre cele mai bine studiate exoplanete.

„HD 189733 b nu este doar o planetă gigant gazoasă, ci și un gigant în domeniul exoplanetelor, deoarece este una dintre primele exoplanete de tranzit descoperite vreodată.”, a declarat autorul principal al studiului, Guangwei Fu, astrofizician la Universitatea Johns Hopkins. „Este punctul de ancorare pentru multe dintre înțelegerile noastre privind chimia și fizica atmosferei exoplanetelor.”, a continuat acesta.^[sursa]

Planeta este cu aproximativ 10% mai mare decât Jupiter, dar mult mai fierbinte, deoarece este de 13 ori mai aproape de steaua sa decât este Mercur față de Soarele nostru. HD 189733b are nevoie doar de aproximativ două zile terestre pentru a parcurge o singură orbită în jurul stelei sale, a spus Guangwei Fu.

Această apropiere față de stea îi conferă planetei o temperatură medie arzătoare de 1.700 de grade Fahrenheit (926 de grade Celsius) și vânturi puternice care trimit particule de silicat asemănătoare sticlei plouând în plan lateral din norii înalți din jurul planetei cu 8.000 de kilometri pe oră.

O „duhoare” surprinzătoare, generată de o moleculă nemaigăsită până acum

Atunci când astronomii au decis să folosească telescopul James Webb pentru a studia planeta pentru a vedea ce lumina infraroșie, care este invizibilă pentru ochiul uman, ar putea dezvălui în atmosfera lui HD 189733b, au avut parte de o surpriză.

Sulfura de hidrogen este prezentă pe Jupiter și a fost prezisă ca existând pe exoplanetele gigantice gazoase, dar dovezile moleculei au fost evazive în afara Sistemului nostru Solar.

„Hidrogenul sulfurat este unul dintre principalele rezervoare de sulf din atmosferele planetare. Precizia ridicată și capacitatea în infraroșu a (telescopului Webb) ne permit să detectăm sulfura de hidrogen pentru prima dată pe exoplanete, ceea ce deschide o nouă fereastră spectrală în studiul chimiei sulfului atmosferic pe exoplanete. Acest lucru ne ajută să înțelegem din ce sunt făcute exoplanetele și cum au apărut.”, a mai spus Guangwei Fu.

În plus, echipa a detectat apă, dioxid de carbon și monoxid de carbon în atmosfera planetei, ceea ce înseamnă că aceste molecule ar putea fi comune în alte exoplanete gigantice gazoase.

În timp ce astronomii nu se așteaptă ca viața să existe pe HD 189733b din cauza temperaturilor sale toride, detectarea unui element de bază precum sulful pe o exoplanetă aruncă lumină asupra formării planetelor.

„Sulful este un element vital pentru construirea moleculelor mai complexe și – la fel ca carbonul, azotul, oxigenul și fosfatul – oamenii de știință trebuie să îl studieze mai mult pentru a înțelege pe deplin cum se formează planetele și din ce sunt ele alcătuite.”, a mai spus Guangwei Fu.

Molecule cu mirosuri distincte, precum amoniacul, au fost detectate anterior în atmosferele altor exoplanete.

Dar capacitățile telescopului spaţial James Webb permit oamenilor de știință să identifice substanțe chimice specifice în atmosferele din jurul exoplanetelor cu mai multe detalii decât până acum.

Metale grele planetare

În Sistemul Solar, giganții de gheață precum Neptun și Uranus, deși mai puțin masivi în ansamblu, conțin mai multe metale decât giganții gazoși Jupiter și Saturn, care sunt cele mai mari planete, sugerând că ar putea exista o corelație între conținutul de metale și masă.

Astronomii cred că în formarea planetelor Neptun și Uranus au fost implicate mai multă gheață, rocă și metale decât gaze precum hidrogenul și heliul.

Datele obţinute de telescopul Webb au arătat, de asemenea, niveluri de metale grele pe HD 189733b care sunt similare cu cele găsite pe Jupiter.

„Acum avem această nouă măsurătoare pentru a arăta că, într-adevăr, concentrațiile de metale (ale planetei) oferă un punct de ancorare foarte important pentru acest studiu al modului în care compoziția unei planete variază în funcție de masa și raza sa. Descoperirile susțin înțelegerea noastră despre modul în care planetele se formează prin crearea unui material mai solid după formarea nucleului inițial și apoi sunt îmbunătățite în mod natural cu metale grele.”, a mai explicat Guangwei Fu.

Acum, echipa de cercetare va căuta semnături ale sulfului pe alte exoplanete și va determina dacă concentrațiile ridicate ale compusului influențează modul în care se formează unele planete în raport cu stelele lor gazdă.

„HD 189733b este o planetă de referință, dar reprezintă doar un singur punct de date. La fel cum oamenii individuali prezintă caracteristici unice, comportamentele noastre colective urmează tendințe și modele clare. Cu mai multe seturi de date de la Webb care urmează să vină, ne propunem să înțelegem cum se formează planetele și dacă sistemul nostru solar este unic în galaxie.”, a conchis Guangwei Fu.