Toronto – „Rano pochmurno, natomiast po południu upalnie z bezchmurnym niebem”. Zgodnie z najnowszymi badaniami powyższe zdanie może opisywać typowy, letni dzień w wielu miejscach na Ziemi. Jednak według badań prowadzonych przez międzynarodowy zespół astrofizyków z Uniwersytetu w Toronto może się ono odnosić także do planet pozasłonecznych (tzw. egzoplanet).

Korzystając z obserwacji wykonanych przez Teleskop Kosmiczny Kepler odkryto dowody na istnienie cyklicznych zmian pogodowych na sześciu egzoplanetach będących w innych fazach (zmieniających się wraz ze zmianą powierzchni planety oświetlonej przez gwiazdę). Takie zmiany faz przejawiają się jako zmiany porcji światła odbitego od gwiazd tych planet. Przypomina to sposób, w jaki nasz Księżyc przechodzi cyklicznie przez kolejne fazy.

Na czterech z sześciu badanych planet są oznaki występowania pochmurnych poranków, natomiast na dwóch pozostałych gorących i pogodnych popołudni. Pogoda na egzoplantetach jest ustalana na podstawie zmian pojawiających się wraz z ich ruchem wokół gwiazd, a także określaniu ich cyklu dni i nocy.

Obserwowano planety przechodzące przez kolejne fazy cyklu, od maksymalnego oświetlenia przez gwiazdę, aż do momentu, kiedy w ogóle nie padało na nią światło. Ponieważ planety te znajdują się bardzo blisko swoich gwiazd można się spodziewać, że będą krążyć wokół nich przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, tak jak większość obiektów w naszym układzie słonecznym. To powoduje wschodni ruch powierzchni planety i wschodni ruch wiatrów atmosferycznych. W związku z tym wiatry formujące się po stronie planety, na której panuje noc, a co za tym idzie, gdzie temperatura jest niższa, powinny być wdmuchnięte nad część planety, na której jest ranek.

Jako że wiatry przemieszczają chmury nad nasłonecznioną część planety, ogrzewają się one i rozpraszają, pozostawiając wieczorne niebo bezchmurnym. Wiatry te także przesuwają ciepłe powietrze na wschód od południka, na którym jest środek dnia, co skutkuje wysokimi temperaturami po południu.

Dla czterech planet zanotowano – na podstawie danych pochodzących z Keplera – nadmierną jasność w momencie, gdy widoczna jest poranna część planety. Natomiast dla dwóch innych, gdy widoczna jest część planety, na której jest wieczór.

Porównując wcześniej ustalone temperatury planet z pomiarami cyklicznych zmian wykonanymi przez Keplera wywnioskowano, że nadmierna jasność na porannej części planety jest prawdopodobnie wynikiem odbitego światła pochodzącego od gwiazdy. Te cztery planety nie są wystarczająco ciepłe, aby ta nadmierna jasność mogła być spowodowana przez emisję ciepła. Natomiast dodatkowe światło widziane na dwóch bardzo gorących planetach może być spowodowane promieniowaniem cieplnym. Prawdopodobnie wiatry przenoszą ciepło na wieczorną stronę, co powoduję występowanie nadmiernej jasności.

Teleskop Keplera był idealnym instrumentem do badania zmian faz egzoplanet. Bardzo precyzyjne pomiary i szeroki zakres danych, jaki dostarczył umożliwiły rejestrowanie i badanie nawet niewielkich sygnałów z bardzo odległych układów. Większość badanych planet była bardzo ciepła i duża, z temperaturami przekraczającymi 1600 stopni Celsiusa i rozmiarami porównywalnymi z wielkością Jowisza. Warunki te znacznie odbiegały od sprzyjających do życia, jednak były idealne do badania faz.

Dane pochodzące z Keplera były już wcześniej używane do pomiaru temperatury na tych planetach, jednak jest to pierwszy przypadek, gdy zmiany faz były użyte do pomiarów jasności w zależności od oświetlonej części tych sześciu planet.

Wykrywanie światła pochodzącego z tych planet oddalonych o setki, a nawet tysiące lat świetlnych jest niezwykłe. Jednak kiedy weźmiemy pod uwagę fakt, że zmiany cyklicznych faz mogą być nawet sto tysięcy razy słabsze od gwiazdy, staje się to wręcz zdumiewające.

Zbliżające się misje kosmiczne powinny odkryć więcej małych planet wokół jasnych gwiazd, które staną się celem dokładnych badań. Pewnego dnia powinniśmy być w stanie mówić o prognozach pogody dla obcych światów niewiele większych od Ziemi i porównywać je z naszą planetą.

Autor

Weronika Łajewska
Weronika Łajewska