Komunikat prasowy

Ekstremalne naddźwiękowe wiatry zmierzone na planecie poza Układem Słonecznym

21 stycznia 2025

Astronomowie odkryli ekstremalnie silne wiatry wokół równika WASP-127b, olbrzymiej egzoplanety. Osiągając prędkość do 33 000 km/h, wiatry te są najszybszymi strumieniami tego rodzaju kiedykolwiek zmierzonymi na planecie. Odkrycia dokonano przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile. Dostarcza unikalnego wglądu w schematy pogodowe na odległym świecie.

Tornada, cyklony i huragany sieją spustoszenie na Ziemi, ale naukowcy wykryli wiatry planetarne o zupełnie innej skali, daleko poza Układem Słonecznym. Od momentu odkrycia WASP-127b, olbrzymiej gazowej planety znajdującej się 500 lat świetlnych od Ziemi, astronomowie badali pogodę na tym obiekcie. Planeta jest nieco większa od Jowisza, ale ma zaledwie ułamek jego masy, co czyni ją „napuchniętą”. Międzynarodowy zespół astronomów dokonał nieoczekiwanego odkrycia: na planecie szaleją naddźwiękowe wiatry.

„Część atmosfery planety porusza się w naszą stronę z dużą prędkością, podczas gdy inna część oddala się z tą samą prędkością” mówi Lisa Nortmann, naukowiec na Uniwersytecie w Getyndze (Niemcy), pierwsza autorka badań. „Sygnał ten pokazuje nam, że występuje bardzo szybki, naddźwiękowy strumień wiatru wokół równika planety.”

Z prędkością 9 kilometrów na sekundę (czyli blisko 33 000 km/h), wiatry poruszają się blisko sześć razy szybciej niż obraca się planeta [1]. „To coś czego nie widzieliśmy wczęśniej” mówi Nortmann. To najszybszy kiedykolwiek zmierzony wiatr w strumieniu poruszającym się wokół planety. Dla porównania, najszybsze kiedykolwiek zmierzony wiatr w Układzie Słoneczny znaleziono na Neptunie i porusza się „zaledwie” 0,5 kilometra na sekundę (1800 km/h).

Zespół, którego wyniki opublikowano dzisiaj w Astronomy & Astrophysics, mapował pogodę i skład WASP-127b korzystając z instrumentu CRIRES+ na VLT należącym do ESO. Mierząc jak światło gwiazdy macierzystej przemieszcza się przez górną warstwę atmosfery planety, naukowcom udało się sprawdzić jej skład. Wyniki potwierdzają występowanie cząsteczek pary wodnej i tlenku węgla w atmosferze planety. Ale gdy zespół prześledził prędkości tego materiału w atmosferze, zaobserwował – ku swojemu zdumieniu – podwójny pik. Wskazujący, że jedna strona atmosfery porusza się z dużą prędkością w naszą stronę, a druga w kierunku od nas. Naukowcy doszli do wniosku, że przyczyną tego nieoczekiwanego rezultatu są wiatry strumieniowe wokół równika.

Rozwijając dalej mapę pogody, grupa badawcza ustaliła także, że bieguny są chłodniejsze niż reszta planety. Jest także niewielka różnica temperatury pomiędzy poranną i wieczorną stroną WASP-127b. „Pokazuje to, że planeta ma skomplikowane schematy pogodowe, tak jak Ziemia i inne planety w Układzie Słonecznym” dodaje Fei Yan, współautor badań, profesor na University of Science and Technology of China.

Pole badań egzoplanet rozwija się gwałtownie. Kilka lat temu astronomowie mogli mierzyć zaledwie masy i promienie planet poza Układem Słonecznym. Obecnie teleskopy takie, jak VLT należący do ESO, pozwalają naukowcom na mapowanie pogody na tych odległych światach i analizowanie ich atmosfer. „Zrozumienie dynamiki egzoplent pomaga nam eksplorować mechanizmy takie, jak redystrybucja ciepła i procesy chemiczne, polepszając nasze zrozumienie powstawania planet i potencjalnie rzucając światło na początki Układu Słonecznego” wskazuje David Cont z Ludwig Maximilian University of Munich (Niemcy), współautor publikacji.

Co ciekawe, aktualnie badania takie, jak opisane, mogą być dokonywane jedynie w obserwatoriach naziemnych, gdyż instrumenty znajdujące się na teleskopach kosmicznych nie mają odpowiedniej rozdzielczości w prędkości. Ekstremalnie Wielki Teleskop — który jest w trakcie konstrukcji przez ESO, niedaleko VLT in Chile — oraz jego instrument ANDES pozwolą badaczom na jeszcze dokładniejsze badania pogody na odległych planetach. „Oznacza to, że zapewne będziemy mogli rozdzielić jeszcze dokładniejsze szczegóły wzorów wiatrów i przenieść badania także na mniejsze, skaliste planety” podsumowuje Nortmann.

Uwagi

[1] O ile zespół nie zmierzył prędkości rotacji planety bezpośrednio, spodziewa się, iż WASP-127b jest zablokowana pływowo, co oznacza, że rotacja wokół swojej osi zajmuje plancie tyle samo czasu co obieg dookoła gwiazdy. Wiedząc jak duża jest planet i ile zajmuje okrążanie gwiazdy, można wywnioskować jak szybko się obraca.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. “CRIRES+ transmission spectroscopy of WASP-127b. Detection of the resolved signatures of a supersonic equatorial jet and cool poles in a hot planet", opublikowanym dzisiaj w Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202450438).

Skład zespołu badawczego: L. Nortmann (Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität, Getynga, Niemcy [IAG]), F. Lesjak (IAG), F. Yan (Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, Hefei, Chiny), D. Cont (Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany; Exzellenzcluster Origins, Garching, Niemcy), S. Czesla (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Niemcy [TLS]), A. Lavail (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse, Francja), A. D. Rains (Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Szwecja [Uppsala University]), E. Nagel (IAG), L. Boldt-Christmas (Uppsala University), A. Hatzes (TLS), A. Reiners (IAG), N. Piskunov (Uppsala University), O. Kochukhov (Uppsala University), U.Heiter (Uppsala University), D. Shulyak (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Glorieta de la Astronomía, Hiszpania), M. Rengel (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Getynga, Niemcy) oraz U. Seemann (European Southern Observatory, Garching, Niemcy).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzana z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.    

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT
• Dowiedz się więcej o Ekstgremalnie Wielkim Teleskopie (ELT) na dedykowanej stronie internetowej oraz w zestawie prasowym 
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj aby otrzymywać w swoim języku nasze komunikaty z embargo medialnym
• Dla naukowców: masz ciekawą historię? Zgłoś swoje badania
• Najciemniejsze i najczystsze niebo na Ziemi zagrożone z powodu przemysłowego megaprojektu

Kontakt

Lisa Nortmann
University of Göttingen
Göttingen, Germany
Tel. kom.: +49 1515 1195435
E-mail: lisa.nortmann@uni-goettingen.de

David Cont
Ludwig Maximilian University of Munich
Munich, Germany
Tel.: +49 89 218 09 297
E-mail: david.cont@lmu.de

Fei Yan
University of Science and Technology of China
Hefei, China
Tel.: +86 551 63601861
E-mail: yanfei@ustc.edu.cn

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2502