Jedną z powszechnych ziemskich cząsteczek po raz pierwszy wykryto w atmosferze egzoplanety

Rodniki hydroksylowe (OH•) to cząsteczki powszechnie występujące na Ziemi. Czy te są równie powszechne na innych planetach? Póki co tego nie ustalono. Niemniej, po raz pierwszy astronomom udało się je wykryć w atmosferze planety spoza Układu Słonecznego. Ta planeta to tak zwany ultragorący Jowisz, WASP-33b.

Jowisz z piekła rodem

WASP-33b to dziwna egozplaneta. Ta zlokalizowana jest 400 lat świetlnych stąd i orbituje wokół swojej gwiazdy bliżej niż Merkury wokół Słońca. W związku z tym dystansem temperatury na powierzchni atmosfery WASP-33b przekraczają 2500 stopni Celsjusza. W tej temperaturze topnieje zdecydowana większość metali.

Za sprawą swojej temperatury WASP-33b jest jednak świetnym przedmiotem badań. Dlaczego? Ano dlatego, że przy takich temperaturach związki chemiczne występujące w atmosferze emitują charakterystyczne promieniowanie, które jest dla tych związków niczym odciski palców. Gdy egzoplaneta krąży wokół swojej gwiazdy, promieniowane emitowane przez jej chemikalia okresowo doświadcza przesunięcia ku czerwieni (długość jego fali rośnie) i ku fioletowi (długość jego fali spada). To pozwala astronomom na wykrycie ich promieniowania na tle promieniowania gwiazdy macierzystej planety.

Egzoplaneta WASP-33b na tle swojej macierzystej gwiazdy. Wizja artysty. | Źródło: Astrobiology Center/Queen’s University Belfast

Wykorzystując wspomniane zjawisko, badacze z Centrum Astrobiologii stanowiącego część uczelni Queen’s University Belfast sięgnęli po teleskop Subaru, by wykryć sygnatury przeróżnych substancji chemicznych w atmosferze WASP-33b. W rezultacie wykryto między innymi rodniki hydroksylowe – neutralną i silnie reaktywną formę jonów wodorotlenkowych, posiadającą niesparowany elektron.

„To pierwszy bezpośredni dowód na obecność OH w atmosferze planety spoza Układu Słonecznego. Jak zatem widać, astronomowie mogą nie tylko wykrywać tę cząsteczkę w atmosferach planet, ale także zacząć rozumieć szczegółową chemię planetarnej populacji.”, powiedział doktor Stevanus Nugroho, jeden z uczonych.

Charakterystyczne cząsteczki

Na ziemi rodniki hydroksylowe powstają, gdy para wodna wchodzi w reakcje z tlenem. NA WASP-33b te pojawiają się zapewne, gdy intensywne ciepło, którego źródłem jest macierzysta gwiazda planety, dosłownie rozrywa parę wodną.

„W naszych danych dostrzegamy jedynie niepewny i słaby sygnał wskazujący na obecność pary wodnej, który może potwierdzać pogląd, że woda jest w tym ekstremalnym środowisku niszczona, powodując powstawanie rodników hydroksylowych.”, wyjaśnił doktor Ernst de Mooij, kolejny z badaczy.

Badanie atmosfer planet pozasłonecznych jest nie bez znaczenia. Prowadząc takie badania, nie dość, że poszerzamy naszą wiedzę o egzoplanetach, a także rozwijamy technologię, która jest w ich ramach wykorzystywania. W efekcie być może kiedyś będziemy w stanie niebywale dokładnie analizować charakterystykę odległych planet, w szczególności tych podobnych do Ziemi.

Źródło: TCD, fot. tyt. NASA/Ames/JPL-Caltech