A csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy a Kepler-13A bolygó titán-oxidot és vanádium-oxidot eső, 1730 fényévnyire a Földtől. A modellezés kimutatta, hogy ez a jelenség csak egy égitest éjszakai oldalán figyelhető meg, ahol a lehulló hópelyhek "hideg csapdába" esnek. A cikk a The Astronomical Journal című folyóiratban jelent meg.
A Lyra csillagképben található Kepler-13A b bolygót a tudósok 2011-ben fedezték fel. A forró Jupiterek osztályába tartozik, tömege pedig csaknem háromezerszerese a Föld tömegének. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a bolygó túl közel van szülőcsillagához, mindig „szembenéz” vele - ezt apályfogásnak nevezzük. Ennek eredményeként a bolygó nappali oldala nagyon magas hőmérsékletre melegszik fel, körülbelül 2,75 ezer Kelvinre. Ugyanakkor a Kepler-13A b éjszakai oldala mindig hideg marad, és mint a tudósok megállapították, titán-oxid hó van.
Ismeretes, hogy a Föld légkörének hőmérséklete a magasság növekedésével egyenetlenül csökken. A sztratoszférában van egy inverziós régió, ahol a hőmérséklet éppen ellenkezőleg, emelkedni kezd, mielőtt ismét nagy magasságban csökken. Ugyanez vonatkozik a forró Jupiterekre is, akiknek nappali oldalát több mint 2,5 ezer kelvinre melegítik. Úgy gondolják, hogy titán-oxid (TiO, nem tévesztendő össze a titán-dioxid TiO2-vel - a fényvédő fő összetevője) és a vanádium (II) -oxid található ezeknek a bolygóknak a gázburkolatában, amelyek elnyelik az alapcsillag fényét, majd újból kibocsájtják, hevítve a környező teret. Kiderült azonban, hogy a Kepler-13A b légköre egyenletesen hűl - ez az exobolygók ezen osztályára nem jellemző.
A munka szerzői a közeli infravörös tartományban végeztek megfigyeléseket a Hubble űrtávcső Wide Field Camera 3 segítségével. Ezenkívül a Kepler űrtávcső adatait használták fel. Ennek eredményeként a tudósoknak nem sikerült kimutatniuk a hőmérsékleti inverzió jeleit, amelyeket a Kepler-13A b gázburkolatban kellett volna megfigyelni.
A kutatók felépítettek egy modellt, amely megmagyarázza a bolygó légkörének viselkedését. Kiderült, hogy a titán-oxid nagy valószínűséggel hideg csapdában van az éjszakai oldalon. Az erős szél a Kepler-13A b-n gáznemű anyagokat visz a bolygó egyik részéből a másikba. Amikor a titán-oxid és a vanádium-oxid eltalálja az éjszakai oldalt, kristályosodnak és felhőkbe gyűlnek. Az égitest hatalmas gravitációja - a Jupiteré hatszorosa - szokatlan havat vonz, és arra kényszeríti, hogy az alsó légkörbe süllyedjen. Ott egy hideg csapdába esik, amely a bolygó sötét felében tartja.
A tudósok megfigyelései alátámasztják azt az elméletet, miszerint a forró árapályos bolygók gravitációja függőleges hidegcsapdákat hozhat létre. „Az ismert forró Jupiterek többségében valószínűleg csapadék esik, de ezen óriások gravitációja nem olyan erős, mint a Kepler-13A b. A titán-oxidos hó nem jut be az alsó légkörbe, és visszaszállítja a nappali oldalra, ahol elpárolog és ismét gázzá alakul”- kommentálja a munka egyik szerzője.
Hideg csapdák találhatók a Naprendszerben is, bár más típusúak. A törpe Ceres bolygón kráterekről van szó, amelyekben a tudósok szerint vízjég lerakódások vannak elrejtve. Hasonló "hidegcsapdák" is megtalálhatók a holdoszlopok közelében.
Christina Ulasovich
Promóciós videó: