Teleskop Webba właśnie uchwycił widok odległego świata, zanim zniknął

Żyjemy w złotym wieku odkrywania planet.

Astronomowie używają nowoczesnych teleskopów, zarówno na Ziemi, jak i w kosmosie, do wyszukiwania lub powiększania planet znajdujących się daleko poza Układem Słonecznym, zwanych egzoplanetami. Niektóre z nich to superziemie. Niektóre są wielkości Ziemi. Niektóre z nich to gazowe olbrzymy. I poza tym. Wszystkie te znaleziska planetarne, których już nie ma 5700 potwierdzone odkrycia, pomóż nam zrozumieć, co tam jest – i ujawnij, czy nasz własny Układ Słoneczny jest typowy, czy nietypowymiejsce w kosmosie.

Korzystając z potężnego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, krążącego wokół Ziemi w odległości 1 miliona mil od Ziemi, naukowcy przyjrzeli się z bliska planecie AF Lep b, niezwykle młodej planecie gazowej mającej zaledwie 23 miliony lat. (Ziemia ma jakieś 4,5 miliarda lat.) Ale nie mieli dużo czasu. Orbita egzoplanety zbliża ją do swojej gwiazdy, której jasność uniemożliwi obserwację AF Lep b przez ponad dekadę.

„AF Lep b jest na granicy wykrywalności” – stwierdził w oświadczeniu Kyle Franson, astronom i absolwent Uniwersytetu Teksasu w Austin. „Mimo że JWST jest niezwykle czuły, jest mniejszy niż nasze największe teleskopy na ziemi”.

Zespół badawczy w pośpiechu złożył wniosek o „czas dyskrecjonalny dyrektora” do Instytutu Naukowego Teleskopu Kosmicznego w Baltimore, który zarządza teleskopem Webba. Dostali to.

Wykonanie zdjęć było również możliwe dzięki koronografowi Webba, który blokuje większość przytłaczającego światła pobliskiej gwiazdy, umożliwiając obserwację znacznie słabszego celu (takiego jak planeta). W tym przypadku koronograf zablokował 90 procent światła gwiazdy.

Poniższy widok przedstawia powiększony widok AF Lep b, oddalonego o 88 lat świetlnych. Jest to jasnoniebieski obiekt po lewej stronie symbolu żółtej gwiazdy (właściwa gwiazda została zasłonięta przez koronograf Webba). Jednak właśnie ta niewielka ilość światła planetarnego dostarcza astronomom bogactwa informacji, co zostało niedawno opublikowane w recenzowanej publikacji naukowej Listy z dziennika astrofizycznego.

Webb ma na wyposażeniu szereg innych instrumentów, takich jak spektrograf, który może wykryć, jakie pierwiastki lub cząsteczki istnieją w atmosferze odległego świata. Astronomowie odkryli, że AF Lep b, mający około trzykrotną masę Jowisza, ma „bardzo aktywną atmosferę”. Wykryli na przykład gazowy tlenek węgla. „Jedynym sposobem wprowadzenia tego typu gazu do górnych warstw atmosfery planety są silne prądy wstępujące” – dodał William Balmer, współautor badań na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa.

Artystyczna ilustracja przedstawiająca Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwujący kosmos w odległości 1 miliona mil od Ziemi.
Źródło: NASA-GSFC / Adriana M. Gutierrez (CI Lab)

Astronomowie spodziewają się, że w nadchodzących latach dowiedzą się więcej o nagrodach na temat egzoplanet.

– Jeszcze wiele przed nami.

„Ogólnie rzecz biorąc, dane te uzyskano w drugim roku działalności JWST. Przed nami znacznie więcej” – powiedział w swoim raporcie Brendan Bowler, astronom z Uniwersytetu Teksasu w Austin, a także współautor badania. oświadczenie. „Nie chodzi tylko o planety, o których wiemy teraz. Chodzi także o planety, które wkrótce odkryjemy. To zapowiedź ekscytujących prac, które będziemy świadkami w nadchodzących latach”.

Potężne możliwości teleskopu Webba

Teleskop Webba — będący owocem współpracy naukowej NASA, ESA i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej — ma za zadanie zaglądać w najgłębsze obszary kosmosu i ujawniać nowe informacje na temat wczesnego Wszechświata. Ale jak pokazano powyżej, bada także intrygujące planety w naszej galaktyce, a także planety i księżyce w naszym Układzie Słonecznym.

Oto jak Webb dokonuje niezrównanych osiągnięć i prawdopodobnie będzie to robił przez nadchodzące dziesięciolecia:

– Gigantyczne lustro: Lustro Webba, które przechwytuje światło, ma ponad 21 stóp średnicy. To ponad dwa i pół razy więcej niż zwierciadło Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Przechwycenie większej ilości światła pozwala Webbowi zobaczyć bardziej odległe, starożytne obiekty. Teleskop obserwuje gwiazdy i galaktyki, które powstały ponad 13 miliardów lat temu, zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. „Będziemy widzieć pierwsze gwiazdy i galaktyki, jakie kiedykolwiek powstały” – powiedział Mashable w 2021 roku Jean Creighton, astronom i dyrektor Planetarium Manfreda Olsona na Uniwersytecie Wisconsin – Milwaukee.

– Widok w podczerwieni: W przeciwieństwie do Hubble’a, który rejestruje głównie światło widzialne dla nas, Webb jest przede wszystkim teleskopem na podczerwień, co oznacza, że ​​ogląda światło w widmie podczerwonym. Dzięki temu możemy zobaczyć znacznie więcej wszechświata. Podczerwień jest dłuższa długości fal niż światło widzialne, dzięki czemu fale świetlne skuteczniej prześlizgują się przez kosmiczne chmury; światło nie zderza się z tymi gęsto upakowanymi cząsteczkami i nie jest przez nie rozpraszane tak często. Ostatecznie wzrok Webba w podczerwieni może penetrować miejsca, których Hubble nie może.

„To podnosi zasłonę” – powiedział Creighton.

– Zaglądanie w odległe egzoplanety: Teleskop Webba posiada specjalistyczny sprzęt zwany spektrografami które zrewolucjonizują nasze rozumienie tych odległych światów. Instrumenty mogą rozszyfrować, jakie cząsteczki (takie jak woda, dwutlenek węgla i metan) istnieją w atmosferach odległych egzoplanet – czy to gazowych olbrzymów, czy mniejszych skalistych światów. Webb przygląda się egzoplanetom w galaktyce Drogi Mlecznej. Kto wie, co znajdziemy?

„Możemy dowiedzieć się rzeczy, o których nigdy nie myśleliśmy” – Mercedes López-Morales, badaczka egzoplanet i astrofizyk z Instytutu Centrum Astrofizyki-Harvard & Smithsonianpowiedział Mashable w 2021 r.

Astronomom udało się już znaleźć intrygujące reakcje chemiczne na planecie oddalonej o 700 lat świetlnych i zaczęli przyglądać się jednemu z najbardziej oczekiwanych miejsc w kosmosie: skalistym planetom wielkości Ziemi należącym do Układu Słonecznego TRAPPIST.