Prawie 700 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Mikroskopu, krąży gazowy olbrzym o nazwie WASP–94A b. Z powodu niewielkiej odległości od gwiazdy planeta znajduje się w obrocie synchronicznym. Jest bez przerwy zwrócona w jej stronę jedną półkulą. Po stronie dziennej spowija ją gęsty całun chmur. Po stronie nocnej niebo jest bezchmurne. Ten niezwykły cykl pogodowy – odkryty przez astronomów z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa – po raz pierwszy pozwolił zajrzeć w głąb atmosfery gorącego Jowisza bez chmur zakłócających obserwacje.

WASP–94A b należy do klasy tzw. gorących Jowiszów – gazowych olbrzymów znajdujących się ekstremalnie blisko swoich gwiazd, bliżej niż Merkury krąży wokół Słońca. Wysoka temperatura i silne promieniowanie czynią z nich idealne laboratoria do badania dynamiki atmosfer. Problem w tym, że chmury nieustannie zasnuwają widok. Od 20 lat badamy egzoplanety i chmury były dla nas prawdziwą zmorą. Obserwowanie planety przez nie to jak patrzenie przez zaparowaną szybę – przyznaje profesor David Sing.

Przełom przyniosły dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Naukowcy obserwowali planetę podczas tranzytu, gdy z punktu widzenia JWST przechodzi na tle swojej gwiazdy, a część światła przebija się przez jej atmosferę. Kluczowe okazało się rozdzielenie sygnałów z dwóch krawędzi planety. Krawędź wiodąca to strona poranna – tu powietrze napływa z nocnej hemisfery. Krawędź podążająca to strona wieczorna – tu powietrze wraca z powrotem ku nocy. Wcześniejsze obserwacje teleskopem Hubble'a uśredniały oba sygnały, mieszając dane atmosferyczne z informacjami o chmurach w jeden nierozróżnialny obraz.

Gdy badacze przyjrzeli się obu stronom osobno, odkryli zdumiewającą dychotomię. Poranna krawędź planety była gęsto pokryta chmurami zbudowanymi z krzemianów magnezu – minerału powszechnie spotykanego w skałach. Strona wieczorna była całkowicie przejrzysta i wykazywała wyraźne spektralne ślady pary wodnej. Skąd ta różnica? Naukowcy rozważają dwa scenariusze.

Według pierwszego potężne wiatry, spowodowane różnicami temperatur, unoszą pył wysoko po chłodniejszej stronie, a gdy wiatry zbliżają się do półkuli gorącej, zanurzają się wraz z pyłem w głąb planety, dzięki czemu niebo przed wschodem jest bezchmurne. Według scenariusza drugiego, zachodzi tutaj podobny mechanizm jak na Ziemi, gdy poranna mgła szybko znika, jednak na WASP-94A b jest to zjawisko znacznie bardziej ekstremalne. Utworzone po chłodnej stronie chmury, w miarę zbliżania się do strony gorące, zaczynają gotować się w temperaturze ponad 1000 stopni Celsjusza, rozpadają się tworzące je związki chemiczne i chmury znikają.

Przejrzystość wieczornego nieba była naukowym prezentem. Obserwując wyłącznie wolną od chmur krawędź, badacze mogli po raz pierwszy zbadać rzeczywisty skład atmosfery planety. Wynik zaskoczył wszystkich: dotychczasowe modele – obarczone błędem chmurowego „szumu" – sugerowały, że WASP–94A b zawiera setki razy więcej tlenu i węgla niż Jowisz. Nowe dane pokazują, że jest ich zaledwie pięć razy więcej, co czyni obie planety zaskakująco podobnymi i wreszcie daje wynik zgodny z teorią formowania planet.

Identyczny dobowy cykl chmur naukowcy odkryli następnie na dwóch innych gorących Jowiszach: WASP–39 b i WASP–17 b. Kolejnym krokiem będzie systematyczne badanie tego zjawiska na szerokiej próbie egzoplanet w ramach nowego, dużego programu obserwacyjnego JWST. Być może okaże się, że chmury to nie przeszkoda, lecz klucz do zrozumienia innych światów.

Opis fascynujących badań został opublikowany na łamach Science.