Tocmai am primit cea mai detaliată vedere a atmosferei unei exoplanete de până acum

WASP-39b, un gigant gazos aflat la aproximativ 700 de ani lumină distanță, s-a dovedit a fi o comoară pentru exoplanetă.

La începutul acestui an, subiectul a fost WASP-39b Prima descoperire vreodată de dioxid de carbon din atmosfera unei planete din afara sistemului solar.

Acum, analiza aprofundată a datelor de la telescopul spațial James Webb (JWST) ne-a oferit o mină de aur absolută de informații: cea mai detaliată privire asupra atmosferei unei exoplanete până în prezent.

Descoperirile includ informații despre norii lui WASP-39b, prima detectare directă a fotochimiei în atmosfera unei exoplanete și un inventar aproape complet al conținutului chimic al atmosferei care dezvăluie indicii tentante ale istoriei formării exoplanetelor.

Aceste descoperiri epice au fost publicate în cinci lucrări naturăși deschide calea pentru dezvăluirea finală a semnăturilor chimice ale vieții în afara sistemului solar.

Aceste observații timpurii sunt un prevestitor al unei științe și mai uimitoare care va veni cu JWST. spune astrofizicianul Laura KreidbergDirector al Institutului Max Planck pentru Astronomie din Germania.

„Am pus telescopul la încercare pentru testarea performanței și a fost aproape impecabil – chiar mai bine decât ne-am fi putut spera.”

De la descoperirea primelor exoplanete la începutul anilor 1990, am căutat să aflăm mai multe despre aceste lumi care orbitează stelele extraterestre.

Dar provocările au fost severe. Exoplanetele pot fi foarte mici și foarte îndepărtate. Pe majoritatea nu i-am văzut niciodată: știm despre existența lor doar pe baza influenței lor asupra stelelor gazdă.

Un astfel de efect apare atunci când o exoplanetă trece între noi și stea, eveniment cunoscut sub numele de tranzit. Acest lucru estompează ușor lumina stelelor; Evenimentele periodice de estompare indică prezența unui obiect pe orbită. Putem chiar să stabilim dimensiunea acestui obiect care orbitează, pe baza efectelor de estompare și gravitaționale asupra stelei.

Și încă un lucru putem spune, pe baza datelor de transfer. Când lumina stelelor trece prin atmosfera unei exoplanete în trecere, se schimbă. Unele lungimi de undă din spectru sunt mai slabe sau luminoase, în funcție de modul în care moleculele din atmosferă absorb și re-emit lumina.

Semnalul este slab, dar cu un telescop suficient de puternic și un set de tranzite, caracteristicile schimbătoare de absorbție și emisie pe spectru pot fi decodificate pentru a determina conținutul atmosferic al unei exoplanete.

JWST este cel mai puternic telescop spațial lansat vreodată. Cu trei dintre cele patru instrumente ale sale, a obținut spectre detaliate în infraroșu ale stelei WASP-39. Apoi, oamenii de știință au început să analizeze codurile de culoare.

Mai întâi a fost o listă de particule din atmosfera lui WASP-39b. Pe lângă cele de mai sus Dioxid de carbonCercetătorii au detectat vapori de apă, sodiu și monoxid de carbon. Nu a fost detectat metan, ceea ce înseamnă că metalicitatea lui WASP-39b este mai mare decât cea găsită pe Pământ.

De asemenea, dezvăluie abundența acestor elemente. În special, raportul dintre carbon și oxigen indică faptul că exoplaneta s-a format mai departe de steaua gazdă decât locația sa apropiată actuală, ocupând o orbită de patru zile. Și datele de modelare și observație indică faptul că cerul exoplanetelor este populat de nori fracturați – nu de apă, ci de silicați și sulfați.

În cele din urmă, observațiile au relevat prezența unui compus numit dioxid de sulf. Aici, în sistemul solar, pe lumi stâncoase ca Venus și Jovian Moon AyoDioxidul de sulf este rezultatul activității vulcanice. Dar în lumile gazoase, dioxidul de sulf are o altă origine: este produs atunci când hidrogenul sulfurat este descompus de lumină în părțile sale componente, iar sulful rezultat este oxidat.

Reacțiile chimice cauzate de un foton sunt cunoscute ca fotochimieși are implicații pentru locuibilitatea, stabilitatea atmosferică și compoziția aerosolilor.

Pentru a fi clar, este puțin probabil ca WASP-39b să fie locuibil pe viață, așa cum îl cunoaștem, din o mulțime de motive, inclusiv, dar fără a se limita la temperatura sa arzătoare și compoziția gazoasă, dar descoperirea fotochimiei are implicații pentru studiile atmosferelor de alte lumi și înțelegerea evoluției lui WASP-39b în sine.

Oamenii de știință planetari s-au pregătit de ani de zile pentru a obține informații despre atmosferele pe care JWST era de așteptat să le ofere. Odată cu prima analiză detaliată a atmosferei din afara sistemului solar, se pare că telescopul spațial își va îndeplini promisiunea.

În plus, echipele implicate în această cercetare pregătesc documentație, astfel încât alți oameni de știință să își poată aplica tehnicile la observațiile viitoare ale exoplanetelor JWST.

S-ar putea să nu detectăm semnele vieții în atmosfera unei exoplanete cu JWST – poate că ar fi nevoie de un telescop mai puternic pentru a reda acest nivel de detalii fine – dar cu WASP-39b analizat, acea descoperire se simte și mai interesantă la îndemână. .

date de genul acesta, spune astronomul Natalie Batalha De la Universitatea din California Santa Cruz, „A Game Changer”.

Căutarea va fi publicată natură Poate fi citit în edițiile pretipărite aiciSi aiciSi aiciSi aiciSi aici.