Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) odkrył w atmosferze niezbyt odległej planety pozasłonecznej ślady pary wodnej i dwutlenku siarki, dostrzegł też chmury piasku. Nie znalazł natomiast metanu. Wyniki obserwacji gazowej planety WASP-107b, krążącej wokół gwiazdy nieco mniej masywnej i nieco chłodniejszej od Słońca opublikował na łamach czasopisma „Nature” międzynarodowy zespół naukowców. Badacze z 12 krajów, pracujący pod kierunkiem naukowców z Katholieke Universiteit Leuven w Belgii, po raz pierwszy potwierdzili na takiej planecie obecność chmur z silną zawartością krzemianów.
Najnowsze obserwacje potwierdzają wysokie możliwości instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument) do obserwacji atmosfery planet pozasłonecznych w podczerwieni. Planeta WASP-107b krąży wokół gwiazdy znajdującej się w gwiazdozbiorze Panny i odległej od Ziemi o ok. 212 lat świetlnych. Odkryto ją w 2017 roku i od razu wzbudziła zainteresowanie, jest bowiem niezwykle… puszysta. Ma masę porównywalną do Neptuna, ale rozmiary bliskie Jowiszowi. Do niedawna wydawało się, że takie planety w ogóle nie miałyby prawa powstać. Dodatkowo jest względnie blisko swojej gwiazdy, aż 16 razy bliżej niż Ziemia od Słońca.
Owa puszystość planety WASP-107b ma dla astronomów konkretny pożytek, są w stanie zajrzeć w głąb jej atmosfery nawet 50 razy dalej niż w przypadku Jowisza, co pozwala lepiej poznać tajemnice jej chemicznego składu. Szczegóły widma są zdecydowanie lepiej widoczne niż w przypadku planet o bardziej ściśniętych atmosferach. Widać tam obecność pary wodnej, dwutlenku siarki i krzemianowych chmur, nie ma natomiast śladów metanu, co sugeruje, że planeta ma gorące wnętrze. Obecność SO2 jest pewnym zaskoczeniem, prawdopodobnie w tej względnie rzadszej atmosferze procesy jego wytwarzania mogą przebiegać, bo niezbędne wysokoenergetyczne fotony docierają głęboko.
Zarówno para wodna, jak i dwutlenek siarki mogłyby być obserwowane jeszcze lepiej, gdyby nie pokrywa chmur. Choć obecność chmur potwierdzano i na innych planetach, po raz pierwszy udało się określić ich skład. Tworzą je drobne cząsteczki krzemianów, które są podstawowym składnikiem piasku.
„JWST rewolucjonizuje badania planet pozasłonecznych, dostarczając bezprecedensowych informacji w bardzo krótkim czasie. Odkrycie pary wodnej, dwutlenku siarki i chmur piasku z pomocą instrumentu MIRI, to prawdziwy kamień milowy. To zmienia naszą wiedzę na temat procesów formowanie się i ewolucji planet, rzucając nowe światło także na losy naszego Układu Słonecznego” – podkreśla pierwszy autor publikacji, prof. Leen Decin z KU Leuven. „Teleskop Jamesa Webba umożliwił opis atmosfery planety, która nie ma odpowiednika w Układzie Słonecznym, dosłownie odkrywamy nowe światy” – dodaje współautorka pracy, dr Achrène Dyrek z CEA Paris.
Inaczej, niż w przypadku atmosfery Ziemi, gdzie w niskiej temperaturze zamarza woda, w przypadku planet gazowych, których temperatura sięga 1000 stopni Celsjusza, „zamarzać” i tworzyć chmury może krzem. To, że w atmosferze WASP-107b chmury krzemianowe zaobserwowano wysoku może wskazywać na to, że odbywa się tam cykl krzemowy, analogiczny do cyklu wodnego na Ziemi. Pary krzemu unoszą się do góry i krzemowy deszcz pada w dół, tam w wyższej temperaturze znów dochodzi do odparowania i tak to się kręci.
