Tego typu planety charakteryzują się ekstremalnymi temperaturami ze względu na niewielką odległość od swoich gwiazd macierzystych. Znaczna część odkrytych egzoplanet należy właśnie do tej kategorii. Szacunki wskazują na to, że może to być co trzecia ze znanych obecnie egzoplanet. Obowiązująca teoria głosi, że gorące jowisze pierwotnie uformowały się dalej od swoich gwiazd, w regionach podobnych do tych, w których znajdują się Jowisz i Saturn w naszym Układzie Słonecznym, a następnie migrowały do wnętrza swojego układu planetarnego na nowe orbity, na których je obecnie obserwujemy. Tak przynajmniej naukowcom wydawało się aż do odkrycia planety WASP-121b. W jej przypadku sytuacja wygląda nieco inaczej.
Wykorzystując teleskop Gemini South w Chile i zainstalowany na nim spektrograf IGRINS, zespół astronomów podważył dotychczasową teorię tłumaczącą powstawanie gorących jowiszów. WASP-121b to planeta znajdująca się około 858 lat świetlnych od Ziemi. Jest ona nieco masywniejszy od Jowisza, a jednocześnie znacznie od niego większa. Mało tego planeta okrążą gwiazdę w ciągu zaledwie 1,3 dnia ziemskiego. Ta ekstremalna bliskość sprawia, że planeta jest zawsze zwrócona tą samą stroną w kierunku gwiazdy. W efekcie na „stronie dziennej” temperatura sięga 2500 stopni Celsjusza. Jest to na tyle gorąco, że metale w atmosferze tej planety przechodzą w stan gazowy. Silne wiatry następnie zawiewają to gorące powietrze na znacznie chłodniejszą, nocną stronę, gdzie ulegają skropleniu i powodują opady metalicznego deszczu.
Czytaj także: Niezwykłe odkrycie astronomów. Planeta z ogonem jak u komety
Zespół badawczy wykorzystał IGRINS do analizy składu chemicznego atmosfery WASP-121b. Dzięki temu, że metale na tej planecie są w stanie gazowym, po raz pierwszy udało się zmierzyć stosunek materii lodowej do materii skalistej na gorącym jowiszu przy użyciu jednego i tego samego instrumentu. To niezwykle istotne, bowiem w ten sposób można uniknąć błędów wynikających z porównywania danych z różnych instrumentów.
Standardowy model powstawania planet zakłada, że dyski protoplanetarne krążące wokół młodych gwiazd są cieplejsze w pobliżu gwiazdy i coraz chłodniejsze wraz ze wzrostem odległości od niej. W pobliżu gwiazdy temperatury są zbyt wysokie, aby lód mógł się skroplić, natomiast w większej odległości lód może się formować i zlepiać, ostatecznie tworząc planety. Efekt? Planety znajdujące się w pobliżu gwiazdy mają inny skład, niż te znajdujące się daleko od niej. Dzięki temu, badając stosunek lodu do skał, można ustalić, w jakiej odległości od gwiazdy powstała dana planeta.
Czytaj także: Gorące Jowisze zwykle są samotnikami, lecz w tym przypadku jest zupełnie inaczej. Polacy dokonali kluczowego odkrycia
I tu robi się ciekawie. Obserwacje gazowego jowisza WASP-121b wykazały, że stosunek skał do lodu jest w niej zaskakująco wysoki. To oznacza, że planeta mogła powstać już bardzo blisko swojej gwiazdy. Mamy zatem pierwszy dowód na to, że gazowe olbrzymy wcale nie muszą powstawać daleko od swoich gwiazd, a dopiero potem migrować w ich kierunku.
Wychodzi zatem na to, że astronomowie muszą ponownie przyjrzeć się swoim modelom powstawania planet. Możliwe bowiem, że więcej znanych gazowych olbrzymów, wbrew dotychczasowym ustaleniom powstała zupełnie gdzie indziej, niż sądzono. Już teraz naukowcy planują kontynuować badania z wykorzystaniem zmodernizowanego instrumentu IGRINS-2. Za jego pomocą możliwe będzie zbadanie większej liczby planet tego typu i rozszerzenie naszej wiedzy o tej fascynującej grupie planet.