Znanost o eksoplanetih: James Webb vstopa v novo dobo  

Prva detekcija ogljikovega dioksida v ozračju a planet zunaj sončnega sistema, prva slika an exoplanet by JWST, prva slika an exoplanet kadarkoli posneto pri globoki infrardeči valovni dolžini, prvo zaznavanje silikatnih oblakov v atmosferi spremljevalca planetarne mase..., vesoljski teleskop James Webb (JWST) uvaja novo dobo v proučevanju eksoplanetov. 

Študija o eksoplanete (tj. planeti zunaj sončnega sistema) v zvezdnih sistemih zvezde v galaksijah (tudi v naši domača galaksija Milky Way) imajo ključ do iskanja vseljivega zemljišča planeti z okoljem in pogoji, ki so ugodni za življenje. Eksoplaneti so žarišča iskanja znakov zunajzemeljskega življenja. Več desetletij razmišljanja po Fermijevem paradoksu (1950) in Drakovi enačbi (1961), exoplanet zdi se, da se znanost zdaj uveljavlja. Več kot 5000 eksoplanete tudi v galaksijah zunaj našega doma Galaksija, so že odkriti in seznam se povečuje.  

JWST, ki je pred kratkim začel delovati kot vesoljski infrardeči observatorij, odprt na razdalji 1 milijon milj od Zemlje, v veliki meri presega omejitve fotometričnih meritev optičnih teleskopov in zdi se, da uvaja novo dobo v preučevanju eksoplanete in nato k iskanju primernega za bivanje planeti v domača galaksija in naprej.  

Eden takšnih nedavnih dogodkov je bil opisan v prednatisu 24^th Avgust 2022 je prva dokončna detekcija ogljikovega dioksida (CO₂) v atmosferi an exoplanet. WASP-39b je vroč plinski velikan. Prejšnje študije z uporabo optičnih teleskopov so pokazale prisotnost CO₂ ampak opazovanja transmisijske spektroskopije, pridobljena s JWST potrjena prisotnost CO₂ v ozračju tega exoplanet¹. Ker to exoplanet je vroč plinski velikan, prisotnost CO₂ kaže na nastanek primarne atmosfere z obogatitvijo kovin, tj. delež elementov, težjih od vodika in helija, narašča. Poleg CO₂, vzdušje tega exoplanet mora imeti tudi vodo, CO in H₂S. Prisotnost CO₂ v sekundarni atmosferi zemeljskega planeta exoplanet je prav tako pomemben, čeprav to ne velja za WASP-39b.  

Prva dokončna detekcija CO₂ je hitro sledilo poročilo (31^st avgust 2022) prvih slik an exoplanet vzeti od JWST, in prva slika an exoplanet kdaj posnete pri globoki infrardeči valovni dolžini nad 5 μm. To je bilo narejeno s koronagrafskimi opazovanji exoplanet, HIP 65426 b, z uporabo JWSTbližnje infrardeče kamere (NIRCam) in srednji infrardeči instrument (MIRI). Slike na exoplanet HIP 65426 b so precej ostre, kar to potrjuje JWST lahko neposredno slika eksoplanete v večjih podrobnostih za boljše razumevanje oddaljenih planetarnih sistemov².  

Še en razvoj dogodkov, o katerem so poročali 1^st September 2022 je najvišji spekter zvestobe do danes planetarni-masovni predmet, VHS 1256 b, ki je bil opazovan s JWST-jev Načina NIRSpec IFU in MIRI MRS. V spektru so opazili vodo, metan, ogljikov monoksid, ogljikov dioksid, natrij in kalij. Poleg tega je raziskovalna skupina neposredno zaznala silikatne oblake v atmosferi VHS 1256 b, kar je prva taka detekcija za planetarni-množični spremljevalec³. 

Orodja, uporabljena v teh študijah, z vljudnostjo JWST, odpira vrata za nova odkritja o eksoplanetih doma Galaksija in naprej.

*** 

Reference:  

1. Zgodnja izdaja skupnosti JWST Transiting Exoplanet Znanost Ekipa sod 2022. Identifikacija ogljikovega dioksida v atmosferi eksoplaneta. Oddano 24. avgusta 2022. Prednatis na arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  

2. Carter, AL sod. 2022. Znanstveni program JWST za zgodnjo objavo za neposredna opazovanja eksoplanetarnih sistemov I: Visoko kontrastno slikanje eksoplaneta HIP 65426 b od 2-16 μm. Prednatis pri arXiv. Oddano 31. avgusta 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2208.14990  

3. Miles, BE et al. 2022. Znanstveni program JWST za zgodnjo objavo za neposredna opazovanja eksoplanetarnih sistemov II: spekter od 1 do 20 mikronov spremljevalca planetarne mase VHS 1256-1257 b. Prednatis pri axRiv. Oddano 1. septembra 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2209.00620  

***