WASP-39b, približno 700 svetlobnih let oddaljen plinski velikan, se je izkazalo za pravo zakladnico eksoplanetov.
V začetku tega leta je bil predmet WASP-39b prvo priznanje ogljikovega dioksida v atmosferi planeta zunaj Osončja.
Zdaj nam je poglobljena analiza podatkov iz vesoljskega teleskopa James Webb (JWST) dala absolutno zlato jamo informacij: najbolj podroben vpogled v okolje eksoplanetov doslej.
Rezultati vključujejo informacije o oblakih WASP-39b, prvo neposredno detekcijo fotokemije v atmosferi eksoplanetov in skoraj popoln popis kemijske vsebnosti atmosfere, ki razkriva zanimive namige o zgodovini nastanka eksoplanetov.
Ta epska odkritja so bila objavljena v petih člankih v Naravain utira pot morebitnemu odkrivanju kemičnih znakov življenja zunaj Osončja.
“Ta zgodnja opažanja so predhodnica bolj osupljive znanosti, ki prihaja z JWST,” Astrofizik Laura Kreidberg praviDirektor Inštituta Max Planck za astronomijo v Nemčiji.
“Teleskop smo preizkusili, da smo preizkusili delovanje, in bil je skoraj brezhiben – celo boljši, kot smo upali.”
Od odkritja prvih eksoplanetov v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja smo si prizadevali izvedeti več o teh svetovih, ki krožijo okoli tujih zvezd.
Toda izzivi ostajajo. Eksoplaneti so lahko zelo majhni in zelo oddaljeni. Večine jih sploh nismo nikoli videli: za njihov obstoj vemo samo na podlagi učinka, ki ga imajo na zvezde gostiteljice.
Eden od teh učinkov se pojavi, ko gre eksoplanet med nami in zvezdo, dogodek, znan kot tranzit. To nekoliko zatemni svetlobo zvezd; Periodični dogodki zatemnitve kažejo na prisotnost telesa v orbiti. Kako masivno je to telo v orbiti, lahko ugotovimo tudi na podlagi zatemnitve in gravitacijskih učinkov, ki jih ima na zvezdo.
In na podlagi podatkov o tranzitu lahko povemo še nekaj. Spreminja se, ko svetloba zvezd prehaja skozi atmosfero eksoplaneta v tranzitu. Določene valovne dolžine v spektru so temnejše ali svetlejše, odvisno od tega, kako molekule v ozračju absorbirajo in ponovno oddajajo svetlobo.
Signal je šibek, toda z dovolj zmogljivim teleskopom in množico tranzitov je mogoče dekodirati spreminjajoče se absorpcijske in emisijske značilnosti v spektru, da se določi vsebina atmosfere eksoplanetnega planeta.
JWST je najmočnejši vesoljski teleskop, ki je bil kdaj izstreljen. S tremi od svojih štirih instrumentov je pridobil podrobne infrardeče spektre zvezde WASP-39. Znanstveniki so se nato lotili analize barvnih kod.
Najprej je bilo naštevanje molekul, prisotnih v atmosferi WASP-39b. poleg naštetega ogljikov dioksid, so raziskovalci zaznali vodno paro, natrij in ogljikov monoksid. Metan ni bil zaznan, kar pomeni, da je kovinskost WASP-39b večja kot pri Zemlji.
Razkriva tudi številčnost teh elementov. Natančneje, razmerje med ogljikom in kisikom nakazuje, da je eksoplanet zasedel štiridnevno orbito glede na njegov trenutni položaj blizu zvezde gostiteljice. Podatki modeliranja in opazovanja kažejo, da je nebo eksoplaneta polno raztrganih oblakov – ne vode, ampak silikatov in sulfitov.
Končno so opazovanja razkrila prisotnost spojine, imenovane žveplov dioksid. tukaj v sončnem sistemu, na skalnatih svetovih, kot je Venera in jovijanske lune pridi noŽveplov dioksid je posledica vulkanske dejavnosti. Toda v svetu plina ima žveplov dioksid drugačno zgodbo o izvoru: nastane, ko se vodikov sulfid s svetlobo razgradi na sestavne dele in nastalo žveplo oksidira.
Kemične reakcije, ki jih povzročajo fotoni, so znane fotokemijaVplivajo tudi na primernost bivanja, stabilnost ozračja in nastanek aerosolov.
WASP-39b, če smo jasni, verjetno ne bo naseljiv za vse življenje, kot ga poznamo, iz cele vrste razlogov, vključno z, a ne omejeno na, njegovo žgočo temperaturo in plinasto sestavo, vendar je zaznavanje fotokemije tisto, kar ima posledice za atmosferske študije drugih svetov in za razumevanje razvoja samega WASP-39b.
Planetarni znanstveniki se že leta pripravljajo na vpogled v ozračje, ki ga bo zagotovil JWST. S prvo podrobno analizo atmosfere eksoplaneta je videti, da bo vesoljski teleskop izpolnil svojo obljubo.
Poleg tega ekipe, vključene v to raziskavo, pripravljajo dokumentacijo, tako da lahko drugi znanstveniki uporabijo svoje tehnike za prihodnja opazovanja eksoplanetov JWST.
Z JWST ne moremo zaznati znakov življenja v okolju eksoplaneta – morda bi bil potreben še močnejši teleskop, da bi proizvedel tako raven finih podrobnosti – toda z analizo WASP-39b je to odkritje že v nastajanju. veliko bolj privlačno razumljen. ,
“Takšni podatki,” Astronomka Natalie Batalha pravi Univerze v Kaliforniji Santa Cruz, “je sprememba iger.”
raziskava bo objavljena Narava in ga je mogoče prebrati v prednatiskih Tukaj, Tukaj, Tukaj, Tukajin Tukaj,
