Istraživači su po prvit put izmjerili svjetlost koju emitira atmosfera sub-Neptunova planeta.
Astronomkinja Sveučilišta Maryland, Eliza Kempton, kaže da egzoplanet GJ 1214b ima previsoku temperaturu da bi bio nastanjiv, ali vjerojatno sadrži vodenu paru. Više od desetljeća astronomi pokušavaju detaljnije promotriti GJ 1214b, egzoplanet koji se nalazi 40 svjetlosnih godina od Zemlje. Njihova najveća prepreka je debeli sloj magle koji prekriva planet, štiteći ga od znatiželjnih pogleda svemirskih teleskopa i ometajući napore za proučavanje njegove atmosfere.
GJ 1214b i JWST
Novi NASA-in svemirski teleskop James Webb (JWST) riješio je taj problem. Njegova infracrvena tehnologija omogućuje mu da vidi planetarne objekte i značajke koje su ranije bile zaklonjene maglom, oblacima ili svemirskom prašinom, pomažući astronomima u potrazi za nastanjivim planetima i rano formiranim galaksijama.
Tim istraživača koristio je JWST za promatranje atmosfere GJ 1214b-a mjereći toplinu koju emitira dok kruži oko svoje zvijezde. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Nature 10. svibnja 2023., predstavljaju prvi put da je netko izravno detektirao svjetlost koju emitira Sub-Neptunov egzoplanet – kategorija planeta koji su veći od Zemlje, ali manji od Neptuna.
Iako je GJ 1214b suviše vruć da bi bio nastanjiv, istraživači su otkrili da njegova atmosfera vjerojatno sadrži vodenu paru – možda čak i u značajnim količinama – i uglavnom se sastoji od molekula težih od vodika. Eliza Kempton, profesorica astronomije na Sveučilištu Maryland i vodeća autorica studije objavljene u časopisu Nature, rekla je da njihova otkrića označavaju prekretnicu u proučavanju Sub-Neptunovih planeta poput GJ 1214b-a.
“Više od desetljeća sam na potrazi za razumijevanjem GJ 1214b-a”, rekla je Kempton. “Kada smo dobili podatke za ovaj članak u Natureu, mogli smo vidjeti kako svjetlost s planeta nestaje kad se planet skrica iza svoje zvijezde. To nikada prije nije viđeno za ovaj planet ili bilo koji drugi planet njegove klase, tako da JWST zaista ispunjava svoje obećanje.”
Sub-Neptuni
Sub-Neptuni su najčešći tip planeta u Mliječnom putu, iako ne postoje u našem solarnom sustavu. Unatoč zamućenosti atmosfere GJ 1214b-a, Kempton i njezini koautori utvrdili su da je planet i dalje njihova najbolja prilika za promatranje atmosfere sub-Neptuna zbog svoje svijetle, ali male zvijezde domaćina.
U svom članku u časopisu Nature, istraživači su izmjerili infracrveno svjetlo koje je GJ 1214b emitirao tijekom otprilike 40 sati – vremena potrebnog za obilazak planeta oko svoje zvijezde. Kako dan prelazi u noć, količina topline koja se prenosi s jedne strane planeta na drugu uglavnom ovisi o tome od čega je sačinjena njegova atmosfera. Poznata kao promatranje krivulje faze, ova istraživačka metoda otvorila je nov prozor u atmosferu planeta.
“JWST radi na duljim valnim duljinama svjetlosti od prethodnih opservatorija, što nam daje pristup toplini koju planet emitira i omogućuje nam izradu karte temperature planeta”, rekla je Kempton. “Konačno smo vidjeli GJ 1214b u novom svjetlu.” Mjereći kretanje i fluktuaciju topline, istraživači su utvrdili da GJ 1214b nema atmosferu koja dominira vodikom.
GJ 1214b: Mogući vodeni svijet?
Pitanje sadrži li GJ 1214b vodu dugo je zanimalo astronome. Prethodna promatranja NASA-inim svemirskim teleskopom Hubble ukazivala su na to da bi GJ 1214b mogao biti vodeni svijet – opći izraz za bilo koji planet koji sadrži značajne količine vode.
Najnoviji podaci JWST-a otkrili su tragove vode, metana ili neke njihove kombinacije. Te tvari odgovaraju suptilnoj apsorpciji svjetlosti viđenoj u rasponu valnih duljina koje JWST promatra. Daljnja istraživanja bit će potrebna za utvrđivanje točnog sastava atmosfere planeta, ali Kempton kaže da dokazi ostaju dosljedni mogućnosti velikih količina vode.
“GJ 1214b, temeljem naših promatranja, bi mogao biti vodeni svijet”, rekla je Kempton. “Mislimo da detektiramo vodenu paru, ali je izazovno jer apsorpcija vodene pare preklapa se s apsorpcijom metana, pa ne možemo sa sigurnošću reći da smo detektirali vodenu paru, a ne metan. Međutim, ovaj dokaz vidimo na obje hemisfere planeta, što pojačava naše povjerenje da tamo doista ima vode.”
Razmišljanje o otkrićima
Istraživači su u svojoj studiji otkrili još jedno iznenađujuće otkriće: GJ 1214b je iznimno reflektivan. Planet nije bio toliko vruć koliko se očekivalo, što istraživačima govori da nešto u atmosferi reflektira svjetlost. Kempton je rekla da postoji mnogo prostora za dodatne studije, uključujući one koje se bliže bave aerosolima visoke nadmorske visine koji stvaraju maglu – ili možda oblake – u atmosferi GJ 1214b-a. Ranije se mislilo da bi to mogla biti tamna, čađava tvar koja apsorbira svjetlost. Međutim, otkriće da je egzoplanet reflektivan postavlja nove upite.
“Ono što čini maglenoću ili oblake nije ono što smo očekivali. Svijetlo je, reflektira, i to je zbunjujuće i iznenađujuće”, rekla je Kempton. “Ovo će nas usmjeriti prema mnogim daljnjim studijama kako bismo pokušali shvatiti što bi te maglice mogle biti.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
