WASP-39b, gazowy olbrzym oddalony o około 700 lat świetlnych, okazał się skarbem egzoplanety.
Na początku tego roku tematem był WASP-39b Pierwsze odkrycie w historii dwutlenku węgla w atmosferze planety poza Układem Słonecznym.
Teraz dogłębna analiza danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) dała nam absolutną kopalnię informacji: najbardziej szczegółowe jak dotąd spojrzenie na atmosferę egzoplanety.
Odkrycia obejmują informacje o chmurach WASP-39b, pierwsze w historii bezpośrednie wykrycie fotochemii w atmosferze egzoplanety oraz prawie kompletną inwentaryzację chemicznej zawartości atmosfery, która ujawnia kuszące wskazówki dotyczące historii formowania się egzoplanety.
Te epickie odkrycia zostały opublikowane w pięciu artykułach Naturai toruje drogę do ostatecznego ujawnienia chemicznych sygnatur życia poza Układem Słonecznym.
Te wczesne obserwacje są zwiastunem jeszcze bardziej niesamowitej nauki, która pojawi się wraz z JWST. mówi astrofizyk Laura KreidbergDyrektor Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech.
„Wydaliśmy teleskop na próbę w celu przetestowania wydajności i był prawie bezbłędny – nawet lepszy, niż mogliśmy się spodziewać”.
Od czasu odkrycia pierwszych egzoplanet na początku lat 90. staraliśmy się dowiedzieć więcej o tych światach krążących wokół obcych gwiazd.
Ale wyzwania były poważne. Egzoplanety mogą być bardzo małe i bardzo odległe. Większości z nich nigdy nie widzieliśmy: wiemy tylko o ich istnieniu na podstawie ich wpływu na gwiazdy macierzyste.
Jeden z takich efektów występuje, gdy egzoplaneta przechodzi między nami a gwiazdą, co jest znane jako tranzyt. To lekko przyciemnia światło gwiazd; Okresowe ściemnianie wskazuje na obecność obiektu na orbicie. Możemy nawet obliczyć rozmiar tego orbitującego obiektu, opierając się na efektach pociemnienia i grawitacji na gwiazdę.
I jeszcze jedno możemy powiedzieć na podstawie danych transferowych. Kiedy światło gwiazd przechodzi przez atmosferę przechodzącej egzoplanety, zmienia się. Niektóre długości fal w widmie są ciemniejsze lub jaśniejsze, w zależności od tego, jak cząsteczki w atmosferze pochłaniają i ponownie emitują światło.
Sygnał jest słaby, ale dzięki wystarczająco mocnemu teleskopowi i zestawowi tranzytów zmieniające się charakterystyki absorpcji i emisji w widmie można zdekodować, aby określić zawartość atmosfery egzoplanety.
JWST to najpotężniejszy teleskop kosmiczny, jaki kiedykolwiek wystrzelono. Za pomocą trzech z czterech instrumentów uzyskał szczegółowe widma w podczerwieni gwiazdy WASP-39. Następnie naukowcy zaczęli analizować kody kolorów.
Pierwszą była lista cząstek w atmosferze WASP-39b. W dodatku do powyższego Dwutlenek węglaNaukowcy wykryli parę wodną, sód i tlenek węgla. Nie wykryto metanu, co oznacza, że metaliczność WASP-39b jest wyższa niż na Ziemi.
Ujawnia również obfitość tych pierwiastków. W szczególności stosunek węgla do tlenu wskazuje, że egzoplaneta uformowała się dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż jej obecne bliskie położenie, zajmując czterodniową orbitę. Modelowanie i dane obserwacyjne wskazują, że niebo egzoplanety jest zaludnione przez spękane chmury – nie wody, ale krzemianów i siarczanów.
Wreszcie obserwacje ujawniły obecność związku zwanego dwutlenkiem siarki. Tutaj, w Układzie Słonecznym, na skalistych światach, jak np Wenus i Księżyc Jowisza AyoDwutlenek siarki jest wynikiem działalności wulkanicznej. Ale w światach gazowych dwutlenek siarki ma inną historię pochodzenia: powstaje, gdy siarkowodór jest rozkładany przez światło na części składowe, a powstała siarka jest utleniana.
Reakcje chemiczne wywołane fotonem to tzw fotochemiai ma wpływ na możliwość zamieszkania, stabilność atmosfery i skład aerozolu.
Żeby było jasne, WASP-39b raczej nie będzie nadawał się do zamieszkania przez życie, jakie znamy, z wielu powodów, w tym między innymi ze względu na wysoką temperaturę i skład gazowy, ale odkrycie fotochemii ma implikacje dla badań atmosfer innych światów i zrozumienie ewolucji samego WASP-39b.
Planetolodzy od lat przygotowywali się do uzyskania wglądu w atmosferę, którą miał zapewnić JWST. Wygląda na to, że dzięki pierwszej szczegółowej analizie atmosfery poza Układem Słonecznym teleskop kosmiczny spełni swoją obietnicę.
Ponadto zespoły zaangażowane w te badania przygotowują dokumentację, aby inni naukowcy mogli zastosować swoje techniki w przyszłych obserwacjach egzoplanet JWST.
Możemy nie wykryć sygnatur życia w atmosferze egzoplanety za pomocą JWST – być może potrzebny byłby mocniejszy teleskop do uzyskania takiego poziomu szczegółowości – ale po analizie WASP-39b to odkrycie wydaje się jeszcze bardziej ekscytujące. .
takie dane, mówi astronom Natalie Batalha „A Game Changer” z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.
Wyszukiwanie zostanie opublikowane Natura Można go przeczytać w wydaniach preprint tutaji tutaji tutaji tutajI tutaj.