WASP-39 b to planeta niepodobna do żadnej innej w naszym Układzie Słonecznym – gigant wielkości Saturna, który okrąża swoją gwiazdę bliżej Słońca niż Merkury. Ta egzoplaneta była jedną z pierwszych zbadanych przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, kiedy rozpoczął regularne operacje naukowe. Wyniki podekscytowały społeczność naukową zajmującą się egzoplanetami. Niezwykle czułe instrumenty Webba dostarczyły profil składników atmosfery WASP-39 b i zidentyfikowały mnóstwo zawartości, w tym wodę, dwutlenek siarki, tlenek węgla, sód i potas. Odkrycia dobrze wróżą zdolności instrumentów Webba do prowadzenia szerokiego zakresu badań wszystkich typów egzoplanet, w tym małych, skalistych światów, takich jak te w układzie TRAPPIST-1.
Podczas gdy Webb i inne teleskopy kosmiczne, w tym Hubble i Spitzer, wcześniej ujawniły pojedyncze składniki atmosfery tej gorącej planety, nowe odczyty z Webba dostarczają pełnego menu atomów, cząsteczek, a nawet oznak aktywnej chemii i chmur. Najnowsze dane dają również wskazówkę, jak te chmury mogą wyglądać z bliska: rozbite, a nie pojedynczy, jednolity koc pokrywający planetę.
Szereg bardzo czułych instrumentów teleskopu został skierowany na atmosferę WASP-39 b, „gorącego Saturna” krążącego wokół gwiazdy oddalonej o około 700 lat świetlnych. Odkrycia dobrze wróżą zdolności instrumentów Webba do prowadzenia szerokiego zakresu badań wszystkich typów egzoplanet – planet krążących wokół innych gwiazd – na co liczyła społeczność naukowa. Obejmuje to badanie atmosfer mniejszych, skalistych planet, takich jak te w układzie TRAPPIST-1.
Wśród bezprecedensowych odkryć jest pierwsze wykrycie w atmosferze egzoplanety dwutlenku siarki (SO 2 ), cząsteczki powstałej w wyniku reakcji chemicznych wyzwalanych przez wysokoenergetyczne światło gwiazdy macierzystej planety. Na Ziemi w podobny sposób powstaje ochronna warstwa ozonowa w górnych warstwach atmosfery.
Doprowadziło to do kolejnego przełomu: naukowcy zastosowali komputerowe modele fotochemii do danych, które wymagają pełnego wyjaśnienia takiej fizyki. Wynikające z tego ulepszenia modelowania pomogą w zdobyciu technologicznego know-how w celu interpretacji potencjalnych oznak możliwości zamieszkania w przyszłości.
Bliskość planety do gwiazdy macierzystej – osiem razy bliżej niż Merkury do naszego Słońca – sprawia, że jest to również laboratorium do badania wpływu promieniowania gwiazd macierzystych na egzoplanety. Lepsza wiedza o powiązaniach gwiazda-planeta powinna pozwolić na głębsze zrozumienie, w jaki sposób procesy te wpływają na różnorodność planet obserwowanych w galaktyce.
Aby zobaczyć światło z WASP-39 b, Webb śledził planetę, gdy przechodziła przed swoją gwiazdą, pozwalając części światła gwiazdy przefiltrować przez atmosferę planety. Różne rodzaje substancji chemicznych w atmosferze pochłaniają różne kolory widma światła gwiazd, więc brakujące kolory mówią astronomom, które cząsteczki są obecne. Oglądając wszechświat w świetle podczerwonym, Webb może wykryć chemiczne odciski palców, których nie można wykryć w świetle widzialnym. Inne składniki atmosferyczne wykryte przez teleskop Webba to sód (Na), potas (K) i para wodna (H 2 O), potwierdzając wcześniejsze obserwacje z kosmosu i naziemnych teleskopów, a także znajdując dodatkowe odciski palców wody, w tych dłuższych długości fal, których wcześniej nie widziano.
Webb zaobserwował również dwutlenek węgla (CO 2 ) w wyższej rozdzielczości, dostarczając dwa razy więcej danych, niż podał z poprzednich obserwacji . W międzyczasie wykryto tlenek węgla (CO), ale oczywiste sygnatury zarówno metanu (CH 4 ), jak i siarkowodoru (H 2 S) były nieobecne w danych Webba. Jeśli są obecne, cząsteczki te występują na bardzo niskich poziomach. Aby uchwycić to szerokie spektrum atmosfery WASP-39 b, międzynarodowy zespół liczący setki niezależnie przeanalizował dane z czterech precyzyjnie skalibrowanych trybów instrumentu teleskopu Webba.
Posiadanie tak kompletnej listy składników chemicznych w atmosferze egzoplanety daje naukowcom również wgląd w obfitość różnych pierwiastków względem siebie, takich jak stosunek węgla do tlenu lub potasu do tlenu. To z kolei daje wgląd w to, jak ta planeta – i być może inne – uformowała się z dysku gazu i pyłu otaczającego gwiazdę macierzystą w jej młodszych latach. Inwentarz chemiczny WASP-39 b sugeruje historię zderzeń i łączenia mniejszych ciał zwanych planetozymalami, aby stworzyć ostatecznego goliata planety.
Przy tak precyzyjnym analizowaniu atmosfery egzoplanet instrumenty teleskopu Webba działały znacznie powyżej oczekiwań naukowców – i obiecują nową fazę eksploracji szerokiej gamy egzoplanet w galaktyce.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową