İlk kez bir ötegezegenin stratosferi gözlendi. Stratosfer sıcaklığın artış gösterdiği yüksek bir atmosfer katmanıdır. Keşif Hubble teleskopu ile WASP-121b gezegeni gözlenerek gerçekleşti. Yıldızı çevresinde 3 günde bir tur atan gezegen, Jüpiter’e oranla 1,2 kat kütleli ve 1,9 kat daha uzun çapa sahiptir. Gezegen yıldızına o kadar yakındır ki, birazcık daha yakın olsaydı yıldızı tarafından parçalanmış olurdu.
NASA’nın Ames Araştırma Merkezinden Mark Marley: “Güneş Sistemindeki atmosferlerin çoğunda gördüğümüz sıcak stratosferi bir ötegezegende de gözledik. Böylece bu ötedünyaların atmosfer süreçlerini ve Güneş Sistemindeki cisimlere oranla farklı koşullarda oluşan yapıları karşılaştırabilme zamanı geldi” diyor.
Yıldızının burnunun dibinde dolanan sıcak Jüpiter sınıfındaki WASP-121b gezegeni bazı metalleri eritecek kadar sıcaktır: 2500 C derece. Gezegenin 900 ışık yılı uzakta olduğu düşünülüyor.
Önceki çalışmalarda WASP-33b’nin yanı sıra bazı sıcak Jüpiterlerde stratosfer olasılığı üzerinde durulmuştu. Yeni çalışma ise ilk kez bu katmandaki sıcak suyun varlığını gösteren en iyi kanıtları sunuyor.
Birleşik Krallık Exeter Üniversitesinden araştırma görevlisi Tom Evans: “Teorik modeller atmosferin fizik ve kimyası için önemli etkileri olan stratosferlerin ultra-sıcak gezegenlerin ayrı bir sınıfı için tanımlanabileceğini ileri sürdü. Gözlemlerimiz bu resmi destekliyor” diyor.
WASP-121b’nin stratosferini inceleyen bilim insanları Hubble’ın tayfölçer yeteneklerini kullanarak atmosferdeki farklı moleküllerin belirli dalga boylarındaki ışıklara nasıl tepki verdiğini analiz etti. Örneğin gezegenin atmosferindeki su buharı, sıcaklığa bağlı olarak belli dalga boylarındaki ışıklara verdiği tepki öngörülebilmektedir.
Yıldız ışığı atmosfere derinlemesine etki ederek gezegendeki gazın sıcaklığını yükselmesine neden olur. Bu gaz sıcaklığını kızılötesi ışık olarak uzaya yayar. Buna karşılık atmosferin üstünde daha soğuk su buharı varsa su molekülleri ışığın belirli dalga boylarının uzaya çıkmasını engelleyecektir. Atmosferin üstündeki su molekülleri daha yüksek sıcaklıktaysa aynı dalga boylarında parlayacaktır.
NASA’nın Jet İticileri Laboratuvarından (JPL) Tiffany Kataria: “Suyun sıcaklığı arttıkça ışığın emisyonu artıyor demektir. Hubble yardımıyla bu davranışı boylamlar üzerinde de keşfetmek için sabırsızız” diyor.
Aslında burada bahsedilen havai fişeklerin farklı renklerde ışık saçmasına benzer. Metalik madde ısıtılıp buharlaştırıldığında elektronları daha yüksek enerji duruma geçer. Malzemeye bağlı olarak elektron enerji kaybedip eski yerine dönerken enerji farkına eşit dalga boyunda ışık yayar: sodyum turuncu-sarı, stronsiyum kırmızı ışık üretir (Yandaki görseli inceleyiniz). WASP-121b atmosferindeki su molekülleri enerji kaybederken ışıma yayar, ancak bu insan gözünün algılayamadığı kızılötesi dalga boyundadır.
Dünya’nın stratosferinde bulunan ozon gazı güneşten gelen morötesi ışığı yakalar ve bu da atmosfer sıcaklığını yükseltir. Güneş sistemindeki diğer üyelerde stratosfere sahiptir. Örneğin metan, Jüpiter ve Satürn’ün uydusu Titan’ın stratosferinde ısınmadan sorumludur.
Güneş Sistemindeki gezegenlerde stratosferdeki sıcaklık değişimi ortalama 56 C derecedir. WASP-121b’de stratosferin sıcaklığı ise 560 C derece artar. Bilim insanları bu sıcaklığın artışına neden olan moleküllerin ne olduğunu şimdilik bilmiyor. Genelde kahverengi cücelerde görülen vanadyum oksit ya da titanyum oksit adaylar arasındadır. Bunların sıcak Jüpiterlerde de olması beklenir, çünkü bunların gaz halinde olması için yüksek sıcaklık gerekir.
NASA’nın Goddard Uçuş Merkezinden Hannah Wakeford: “Bu süper sıcak ötegezegen atmosferik modeller için kriter oluşturur ve James Webb için mükemmel bir hedef olacaktır” diyor.
