A nemrégen detektált WASP-193b exobolygó nem az első az eddig felfedezett vattacukorbolygók sorában, de ez az egyik legkülönösebb, a bolygó tömege ugyanis olyan alacsony, hogy csak egy égitest, a Kepler-51d előzi meg a valaha felfedezett legkönnyebb bolygók versenyében. Ezek az extrémen kis sűrűségű atmoszférával bíró exoplanéták azért kapták a vattacukorbolygó becenevet, mert a mérések alapján bebizonyosodott, hogy a tömegük jóval kisebb, mint amit egy, az ő méreteikkel rendelkező bolygótól várni lehetne, ez pedig arra utal, hogy a bolygókat a szokásostól eltérő felépítés jellemzi, ami valószínűleg rendhagyó evolúciós folyamatok révén alakult ki. A WASP-193b sűrűségét a csillagászok körülbelül 0,05 gramm/köbcentiméteresre becsülték a legutóbbi számítások alapján, amelyeket a James Webb Űrteleszkóppal gyűjtött adatokra alapoztak - ez az érték a vattacukor sűrűségével vetekszik.

A puffadt bolygóként is emlegetett égitestek közül a WASP-107b jelű planétát tavaly a csillagászok alaposabban is feltérképezték, és arra jutottak, hogy a bolygó atmoszférájában jelentős mennyiségű víz, kén-dioxid, valamint szilikátok találhatóak, utóbbi jelenléte arra utal, hogy az égitest légkörében lényegében homokfelhők vándorolnak és homokeső esik belőlük. A kutatók arra is találtak magyarázatot, hogy hogyan keletkeznek a felhők: a bolygó légkörének külső részében uralkodó viszonylag alacsony, 500 Celsius-fokos hőmérséklet az atmoszféra belsőbb rétegeiben jóval magasabb, ezért a szilikátok, amelyek a "hűvösebb" felső zónában kiválnak a felhőből, alacsonyabb területen elpárolognak és újra felhőket alkotnak, amelyek aztán felfelé haladnak. A bolygó ezenfelül egy másik furcsaságot is tartogatott a spektroszkópiás megfigyelések tanúsága szerint, nem találtak ugyanis metán jelenlétére utaló nyomokat a légkörének felső régiójában, de a kutatók ezt a rendhagyó jellemzőt is az itt uralkodó magas hőmérséklettel indokolták.

Újabb adatelemzések szerint, amelyek során, az előzőekhez hasonlóan, a James Webb Űrteleszkóp méréseit használták fel, az is kiderült, hogy a metánból a vártnál ezerszer kevesebb rejlik a WASP-107b atmoszférájában. Bár valamennyi metánt tartalmaz a légkör, de a következtetések szerint a molekulák nagy része átalakul más anyagokká, ahogyan halad felfelé a légkörben.

“A metán instabil magas hőmérsékleten. A tény, hogy ilyen keveset detektáltunk, annak ellenére, hogy észleltünk másfajta szénmolekulákat, arról árulkodik, hogy a bolygó belseje sokkal forróbb, mint gondoltuk.”

- mondta el a vizsgálatokkal kapcsolatban David Sing, a Johns Hopkins Egyetem asztrofizikusa.

Az égitest belsejét most sikerült első ízben részletesen feltérképezni, egyúttal ez volt az első alkalom, hogy egy exobolygó magját alaposabban meg tudták figyelni a kutatók a JWST adataira alapozva. A mérések révén a kutatók rálátást kaptak, hogy hogyan épülhet fel az exobolygó struktúrája és miért ilyen kiterjedt az atmoszférája, ami a vattacukor-jelleget, vagyis az alacsony sűrűséget adja neki. A légköri réteg méretének oka a belső mag rendkívüli hőmérséklete, ami egyfelől megváltoztatja a gázok összetételét a különböző magasságú rétegekben, másrészt lehetővé teszi a gázok “tágulását”, míg egy hidegebb és masszívabb mag hatására a légkör jóval nehezebben tudna kiterjedni és a bolygó kisebb méretű lenne. Az azonban nem volt világos, hogy a WASP-107b honnan szerzi a mag magas hőmérsékletéhez szükséges energiát, de az adatok alapján a kutatók ezzel kapcsolatban is állítottak fel egy teóriát: a bolygó az úgynevezett árapály fűtésnek köszönhetően forrósodik fel, amit az elliptikus keringési pályája okoz. A keringési ideje alatt a csillagától való távolsága folyamatosan változik, így a rá ható gravitációs erők is változtnak, ez a hatás pedig megnyújtja a bolygót és fel is forrósítja.

A JWST adatai alátámasztják a korábbi elméleteket az exobolygó evolúciójáról, de az elméletek helytálló voltát a további vizsgálatok igazolhatják majd. A kutatásban részt vevő Open University elmondása szerint mindenesetre a vattacukorbolygó immár kevésbé rejtélyes, mint korábban gondolták és ezáltal a WASP-107b-hez hasonló többi “puffadt bolygó” kialakulására is létezik már kielégítő magyarázat.

(Fotó: University of Liege)

A vattacukorbolygóról új részletek derültek ki a James Webb Űrteleszkóp adatai alapján Európai csillagászok közelebbről is megfigyelték a WASP-107b-t és sikerült meghatározniuk, milyen összetevőkből állnak a bolygó felhői.