Astronomii au detectat semne ale efectului „Gloria”, asemănător curcubeului, pe o planetă din afara sistemului nostru solar. Efectul Gloria se manifestă prin inele colorate concentrice, care apar doar în condiții speciale.
Datele provenite de la satelitul Cheops al Agenției Spațiale Europene (ESA), alături de alte misiuni ale ESA și NASA, sugerează că acest fenomen delicat este reflectat direct spre Pământ din atmosfera infernală a gigantului de gaz ultra-caloros WASP-76b, situat la 637 de ani-lumină distanță.
Deși efectul Gloria este adesea observat pe Pământ, inclusiv pe Muntele Ceahlău, unde a fost surprins în imagini rare realizate de turiști, până acum a fost identificat doar pe o altă planetă, Venus. Dacă va fi confirmat, acest prim Gloria extrasolar va dezvălui mai multe despre natura acestei exoplanete misterioase, oferind lecții interesante despre cum să înțelegem mai bine lumi îndepărtate și stranii.
Datele de la Cheops și colaboratorii săi sugerează că între căldura insuportabilă și lumina feței iluminate de soare a exoplanetei WASP-76b, și noaptea veșnică a părții sale întunecate, s-ar putea afla primul „Gloria” extrasolar. Efectul, asemănător unui curcubeu, apare când lumina este reflectată de nori compuși dintr-o substanță perfect uniformă, dar deocamdată necunoscută.
Reprezentare artistică a fenomenului Gloria pe exoplaneta WASP-76b. (Foto: Agenția Spațială Europeană)
„Există un motiv pentru care până acum nu a fost observat niciun Gloria în afara sistemului nostru solar – acesta necesită condiții foarte speciale”, explică Olivier Demangeon, astronom la Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço din Portugalia și autorul principal al studiului.
„Pentru început, ai nevoie de particule atmosferice aproape perfect sferice, complet uniforme și suficient de stabile pentru a fi observate pe o perioadă lungă. Steaua apropiată a planetei trebuie să strălucească direct asupra acesteia, iar observatorul – aici Cheops – trebuie să se afle în orientarea exactă potrivită.”
Dacă va fi confirmat, acest prim Gloria extrasolar ar oferi un instrument valoros pentru a înțelege mai multe despre planeta și steaua care l-au format.
„Ceea ce este important de reținut este scara incredibilă a ceea ce suntem martori”, explică Matthew Standing, cercetător ESA care studiază exoplanetele.
„WASP-76b se află la câteva sute de ani-lumină distanță – un gigant de gaz intens de cald, unde probabil plouă cu fier topit. În ciuda haosului, se pare că am detectat semnele potențiale ale unui Gloria. Este un semnal incredibil de slab.”
Acest rezultat demonstrează puterea misiunii Cheops a ESA de a detecta fenomene subtile, niciodată văzute anterior, pe lumi îndepărtate.
Vizualizări simulate ale fenomenului „Gloria” pe Venus (stânga) și Pământ (dreapta), fără a lua în considerare efectele de ceață sau luminozitatea norilor de fundal. (Foto: C. Wilson/P. Laven, Agenția Spațială Europeană)
O planetă infernală cu „membre” asimetrice
WASP-76b este o planetă similară lui Jupiter, dar ultra-fierbinte. Deși este cu 10% mai puțin masivă decât verișoara noastră în dungi, este aproape dublă ca mărime. Orbitând strâns steaua sa gazdă de douăsprezece ori mai aproape decât Mercur în jurul soarelui nostru, exoplaneta este „umflată” de radiația intensă.
De la descoperirea sa în 2013, WASP-76b a fost intens studiată, conturându-se un tablou bizar și infernal. O parte a planetei este mereu îndreptată spre soare, atingând temperaturi de 2.400°C. Aici, elementele care ar forma roci pe Pământ se topesc și se evaporă, doar pentru a se condensa pe partea ușor mai rece, de noapte, creând nori de fier care picură ploaie de fier topit.
Dar oamenii de știință au fost intrigați de o asimetrie aparentă, sau o strâmbătură, în „membrele” WASP-76b – regiunile sale externe văzute pe măsură ce trece în fața stelei sale gazdă.
Date de la diferite misiuni ale ESA și NASA, inclusiv TESS, Hubble și Spitzer, au fost, de asemenea, analizate în acest studiu revelator, dar a fost când ESA Cheops și NASA TESS au colaborat că indiciile fenomenului Gloria au început să apară.
Cheops a monitorizat intens WASP-76b pe măsură ce trecea în fața și în jurul stelei sale asemănătoare soarelui. După 23 de observații de-a lungul a trei ani, datele au arătat o creștere surprinzătoare a cantității de lumină provenind de la „terminatorul” estic al planetei – granița unde noaptea întâlnește ziua. Acest lucru a permis oamenilor de știință să disocieze și să restrângă originea semnalului.
„Aceasta este prima dată când o schimbare atât de bruscă a fost detectată în luminozitatea unei exoplanete, curba ei de fază”, explică Olivier conform Phys.org.
„Această descoperire ne conduce la ipoteza că această strălucire neașteptată ar putea fi cauzată de o reflecție puternică, localizată și anizotropă (dependentă de direcție) – efectul Gloria.”
Reflectând în gloria WASP-76b
Deși efectul Gloria creează modele asemănătoare curcubeului, cele două nu sunt identice. Curcubeele se formează atunci când lumina soarelui trece dintr-un mediu cu o anumită densitate într-un mediu cu o densitate diferită – de exemplu, de la aer la apă – ceea ce face ca traiectoria sa să se îndoaie (refracție). Lungimile de undă diferite sunt îndoite în măsuri diferite, provocând descompunerea luminii albe în diversele sale culori și creând arcul rotund familiar al curcubeului.
Gloria, însă, se formează când lumina trece printr-o deschidere îngustă, de exemplu, între picăturile de apă din nori sau ceață. Din nou, traiectoria luminii este îndoită (în acest caz, difractată), cel mai adesea creând inele concentrice de culoare, cu interferențe între unde luminoase creând modele de inele luminoase și întunecate.
Ce ar însemna primul Gloria de la distanță
Confirmarea efectului Gloria ar însemna prezența norilor compuși din picături perfect sferice, care au durat cel puțin trei ani sau sunt în mod constant reînnoite. Pentru ca astfel de nori să persiste, temperatura atmosferei ar trebui, de asemenea, să fie stabilă în timp – o perspectivă fascinantă și detaliată asupra a ceea ce se poate întâmpla pe WASP-76b.
Mai important, capacitatea de a detecta astfel de minuni minuscule de la o distanță atât de mare ne va învăța oamenilor de știință și inginerilor cum să detecteze alte fenomene greu de văzut, dar esențiale. De exemplu, lumina soarelui reflectată de lacuri și oceane lichide – o condiție necesară pentru habitabilitate.
Dovezi glorioase în perspectivă
„Este nevoie de dovezi suplimentare pentru a spune în mod concludent că această ‘lumină suplimentară’ intrigantă este un Gloria rar,” explică Theresa Lüftinger, om de știință al proiectului pentru misiunea viitoare Ariel a ESA.
„Observații ulterioare de la instrumentul NIRSPEC de pe Telescopul Spațial James Webb NASA/ESA/CSA ar putea face exact acest lucru. Sau misiunea viitoare Ariel a ESA ar putea dovedi prezența sa. Am putea chiar găsi mai multe culori revelatoare și glorioase strălucind de pe alte exoplanete.”
Olivier concluzionează, „Am fost implicat în prima detectare a luminii asimetrice venind de pe această planetă ciudată – și de atunci am fost atât de curios despre cauză. A durat ceva timp să ajungem aici, cu momente în care m-am întrebat – ‘De ce insiști pe aceasta? Poate ar fi mai bine să-ți folosești timpul altfel.’ Dar când această caracteristică a apărut din date, a fost un sentiment atât de special – o satisfacție aparte care nu se întâmplă în fiecare zi.”
