James Webb, WASP-121 b'de gündüz ve gece arasında çarpıcı atmosfer farkı saptadı

James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) yakın kızılötesi gözlemleri, Güneş sistemimizin çok ötesinde yer alan ultra sıcak gaz devi WASP-121 b'nin gündüz ve gece tarafları arasında bilim dünyasını şaşırtacak derecede belirgin atmosferik farklılıklar bulunduğunu ortaya koydu. Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden Cyril Gapp liderliğindeki araştırma ekibi, bu ötegezegenin sabah ve akşam bölgelerinde sıcaklık ve kimyasal bileşim açısından dramatik bir asimetri saptadı. Elde edilen veriler, gezegenin gün-gece sınırı olarak bilinen terminatör hattında koşulların bir taraftan diğerine büyük ölçüde değiştiğini ilk kez bu netlikte gösteriyor. JWST'nin sağladığı eşsiz gözlem kalitesi sayesinde, ötegezegen atmosferlerinin dinamikleri ve bileşenleri artık çok daha detaylı biçimde analiz edilebiliyor. Bu gelişme, ötegezegen araştırmalarında devrim niteliği taşıyor.

Max Planck ekibinden WASP-121 b'de atmosferik uçurum

Almanya'nın Heidelberg kentinde bulunan Max Planck Astronomi Enstitüsü'nün önderliğinde yürütülen bu çalışma, WASP-121 b'nin ana yıldızının yaydığı kızılötesi ışığın gezegenin atmosferinden geçerken nasıl değiştiğini ölçerek gerçekleştirildi. Araştırma sırasında, yıldız ışığının sabah ve akşam bölgelerinde farklı oranlarda emildiği tespit edildi. Bu asimetri, sabah ve akşam terminatörleri arasında sıcaklık ve kimyasal bileşimde önemli farklar olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar, özellikle akşam tarafında daha fazla yıldız ışığı emildiğini ve bu bölgenin sabah tarafına göre belirgin şekilde daha sıcak olduğunu belirledi. Bu durum, güçlü atmosferik rüzgarların gündüzden geceye ısı taşıdığına dair mevcut teorilerle örtüşüyor. Gezegenin gece tarafı sürekli karanlıkta kalırken, gündüz tarafı yıldızına dönük bir şekilde kavruluyor. Bu eşsiz koşullar, WASP-121 b'yi atmosferik araştırmalar için benzersiz bir laboratuvar haline getiriyor.

James Webb verileriyle gündüz ve gece arasında 1770 derecelik sıcaklık farkı

James Webb'in NIRSpec aracıyla yapılan ölçümler, WASP-121 b'nin gündüz tarafında sıcaklıkların yaklaşık 2770 Kelvin'e (yaklaşık 2500 derece Celsius) ulaştığını, gece tarafında ise sıcaklığın 1000 Kelvin'e (yaklaşık 725 derece Celsius) kadar düştüğünü gösteriyor. Bu devasa sıcaklık farkı, gezegenin atmosferinde su moleküllerinin parçalanmasına neden oluyor. Özellikle akşam terminatöründe, suyun önemli oranda azaldığı ve üst atmosferdeki yüksek sıcaklıkların suyu bileşenlerine ayırdığı anlaşıldı. Buna karşılık, karbon monoksit (CO) sinyalinde geçişin sonuna doğru belirgin bir artış gözlemlendi. Araştırmacılar, bu artışın doğrudan karbon monoksit miktarındaki bir yükselişe değil, sıcaklık değişimlerine bağlı olduğunu düşünüyor. WASP-121 b'nin yörüngesi ve dönüş hareketi, gözlem sırasında sabah ve akşam bölgelerinin karşılaştırılmasına olanak tanıyor. Bu sayede, gezegenin atmosferik yapısı daha önce hiç olmadığı kadar ayrıntılı biçimde incelenebildi.

Atmosferdeki bulutlar ve modelleme farkları: Bilim insanları yeni sorularla karşı karşıya

Yapılan simülasyonlar, gezegenin atmosferindeki sıcaklık değişimlerinin gözlemlenen asimetrinin büyük bölümünü açıklayabildiğini gösterdi. Ancak, gerçek gözlemlerle model sonuçları arasında hâlâ tam bir uyum sağlanamadı. Araştırmacılar, bu farkın sabah tarafında oluşabilecek mineral bazlı bulutlardan kaynaklanabileceğini düşünüyor. Özellikle silikat gibi minerallerden oluşan bulutların, alt katmanlardan yükselen kızılötesi radyasyonu engelleyerek atmosferin olduğundan daha soğuk görünmesine yol açabileceği belirtiliyor. Ancak, mevcut atmosfer modelleri bu tür bulutların karmaşık etkilerini tam olarak hesaba katamıyor. Bilim insanları, bulutların kızılötesi radyasyon üzerindeki etkilerini simülasyonlara dahil ettiklerinde gözlemlerle daha uyumlu sonuçlar elde etti. Yine de, bulutların varlığını kesin olarak doğrulamak için daha ileri düzeyde gözlemler ve modellemeler gerekecek. Bu durum, ötegezegen atmosferlerinin anlaşılmasında hâlâ önemli bilinmezler olduğunu gösteriyor.