Webb wykrywa dwutlenek węgla w atmosferze egzoplanet

Webb zapoczątkowuje nową erę nauki o egzoplanetach dzięki pierwszemu jednoznacznemu wykryciu dwutlenku węgla w atmosferze planety poza naszym Układem Słonecznym. Po latach przygotowań i oczekiwania badacze egzoplanet są zachwyceni. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA uchwycił zadziwiająco szczegółową tęczę światła gwiazd w bliskiej podczerwieni przefiltrowanego przez atmosferę gorącego gazowego olbrzyma oddalonego o 700 lat świetlnych. Widmo transmisyjne egzoplanety WASP-39 b, oparte na pojedynczym zestawie pomiarów wykonanych za pomocą spektrografu bliskiej podczerwieni Webba i przeanalizowanych przez dziesiątki naukowców, stanowi pierwszy hat-tricek: pierwsza oficjalna naukowa obserwacja egzoplanety przez Webba; pierwsze szczegółowe widmo egzoplanet obejmujące ten zakres kolorów bliskiej podczerwieni; i pierwszy niepodważalny dowód na obecność dwutlenku węgla w atmosferze planety krążącej wokół odległej gwiazdy.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba z NASA uchwycił pierwszy wyraźny dowód na obecność dwutlenku węgla w atmosferze planety poza Układem Słonecznym. Ta obserwacja gazowego giganta krążącego wokół gwiazdy podobnej do Słońca w odległości 700 lat świetlnych dostarcza ważnych informacji na temat składu i formowania się planety. Odkrycie , które zostało zaakceptowane do publikacji w Nature , dostarcza dowodów na to, że w przyszłości Webb może być w stanie wykrywać i mierzyć dwutlenek węgla w cieńszej atmosferze mniejszych planet skalistych.

WASP-39 b to gorący gazowy olbrzym o masie około jednej czwartej masy Jowisza (mniej więcej takiej samej jak Saturn) i średnicy 1,3 razy większej niż Jowisz. Jego ekstremalna opuchlizna jest częściowo związana z wysoką temperaturą (900 stopni Celsjusza). W przeciwieństwie do chłodniejszych, bardziej zwartych gazowych olbrzymów w naszym Układzie Słonecznym, WASP-39 b krąży bardzo blisko swojej gwiazdy – tylko około jednej ósmej odległości między Słońcem a Merkurym – wykonując jeden obieg w nieco ponad cztery ziemskie dni. Odkrycia planety, ogłoszonego w 2011 roku, dokonano na podstawie naziemnych odkryć subtelnego, okresowego przyciemniania światła gwiazdy macierzystej, gdy planeta przechodzi lub przechodzi przed gwiazdą.

Wcześniejsze obserwacje z innych teleskopów, w tym teleskopów kosmicznych Hubble’a i Spitzera , ujawniły obecność pary wodnej, sodu i potasu w atmosferze planety. Niezrównana czułość Webba na podczerwień potwierdziła obecność dwutlenku węgla również na tej planecie. Planety tranzytowe, takie jak WASP-39 b, których orbity obserwujemy z boku, a nie z góry, mogą zapewnić badaczom idealne możliwości badania atmosfer planetarnych. Podczas tranzytu część światła gwiazd zostaje całkowicie przyćmiona przez planetę (powodując ogólne przyciemnienie), a część jest transmitowana przez atmosferę planety. Ponieważ różne gazy pochłaniają różne kombinacje kolorów, naukowcy mogą analizować niewielkie różnice w jasności transmitowanego światła w różnych długościach fal, aby dokładnie określić, z czego zbudowana jest atmosfera. Dzięki połączeniu nadmuchanej atmosfery i częstych tranzytów WASP-39 b jest idealnym celem do spektroskopii transmisyjnej .

Zespół badawczy wykorzystał spektrograf bliskiej podczerwieni Webba (NIRSpec) do obserwacji WASP-39b. W powstałym widmie atmosfery egzoplanety, niewielkie wzgórze o wielkości od 4,1 do 4,6 mikrona stanowi pierwszy wyraźny, szczegółowy dowód na istnienie dwutlenku węgla, jaki kiedykolwiek wykryto na planecie poza Układem Słonecznym.

Gdy tylko dane pojawiły się na moim ekranie, chwycił mnie potężny dwutlenek węgla. To był wyjątkowy moment, przekroczenie ważnego progu w naukach o egzoplanetach. powiedział Zafar Rustamkulov, absolwent Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i członek zespołu naukowego JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science, który podjął się tego badania.

Żadne obserwatorium nigdy wcześniej nie zmierzyło tak subtelnych różnic w jasności tak wielu pojedynczych kolorów w zakresie od 3 do 5,5 mikrona w widmie transmisyjnym egzoplanety. Dostęp do tej części widma ma kluczowe znaczenie dla pomiaru obfitości gazów, takich jak woda i metan, a także dwutlenku węgla, które, jak się uważa, występują w wielu różnych typach egzoplanet.

Wykrycie tak wyraźnego sygnału dwutlenku węgla na WASP-39 b dobrze wróży wykrywaniu atmosfer na mniejszych planetach o rozmiarach ziemskich.powiedziała Natalie Batalha z University of California w Santa Cruz, która kieruje zespołem.

Zrozumienie składu atmosfery planety jest ważne, ponieważ mówi nam coś o pochodzeniu planety i o tym, jak ewoluowała.

Cząsteczki dwutlenku węgla są czułymi znacznikami historii formowania się planet. Mierząc tę ​​cechę dwutlenku węgla, możemy określić, ile ciał stałych w porównaniu z ilością gazowego materiału zużyto do utworzenia tej gazowej gigantycznej planety. W nadchodzącej dekadzie JWST dokona tego pomiaru dla różnych planet, zapewniając wgląd w szczegóły formowania się planet i wyjątkowość naszego Układu Słonecznego. powiedział Mike Line z Arizona State University, inny członek tego zespołu badawczego.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to