Webb otkrio vodu na plinovitom divu WASP 96 b, pokazavši nevjerojatnu moć zapažanja

NASA-in svemirski teleskop James Webb proveo je detaljnu analizu atmosfere egzoplaneta udaljenog preko 1000 svjetlosnih godina. Koristeći svoja velika zrcala, precizne spektrografe i osjetljive detektore, Webb je uspio detektirati nedvosmislene tragove prisutnosti vode, izmaglica i oblaka za koje se prethodno mislilo da ne postoje.  

Plinoviti div WASP 96 b posjeduje vodu

Riječ je o plinovitom divu WASP 96 b, jednom od 5.000 potvrđenih egzoplaneta u našoj galaksiji, kojeg je Webb promatrao pomoću svog instrumenta Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS). Analiza podataka pokazala je jasan potpis vode u atmosferi vrućeg, plinovitog diva koji kruži oko daleke zvijezde nalik Suncu. Webb je prisutnost otkrio promatrajući smanjenja svjetline određenih boja svjetlosti koja ukazuju na specifične molekula plina.

Radi se o najdetaljnijem promatranju te vrste dosad koja ujedno demonstrira i nevjerojatnu snagu Webba pri promatranju egozplaneta. Tijekom posljednja dva desetljeća, svemirski teleskop Hubble analizirao je brojne atmosfere egzoplaneta, uhvativši prvu jasnu naznaku vode na nekom od njih još 2013. Međutim, Webbovo trenutno i detaljnije promatranje označava ogroman korak naprijed u potrazi za potencijalno nastanjivim planetima izvan Zemlje.

WASP-96 b udaljen je od nas otprilike 1.150 svjetlosnih godina i nalazi se u južnom zviježđu Phoenix. Ovaj egzoplanet predstavlja vrstu plinovitog diva kojoj nema izravnog analoga u našem Sunčevom sustavu. S masom manjom od polovice Jupiterove i 1,2 puta većim promjerom, WASP-96 b puno je ‘mekši’ od bilo kojeg planeta koji kruži oko našeg Sunca, a s temperaturom većom od 537 ° C također je i znatno topliji. WASP-96 b kruži izuzetno blizu svoje zvijezde nalik Suncu, na samo jednoj devetini udaljenosti između Merkura i Sunca, što znači da mu je za jedan krug potrebno 3 i pol zemaljskih dana.

James Webb uhvatio ‘najdublju sliku svemira’

Blisko infracrveni spektrograf NIRISS

Webbov instrument Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) mjerio je svjetlost iz sustava WASP-96 6 i pol sati. Rezultat promatranja bila je svjetlosna krivulja koja pokazuje ukupno zatamnjenje zvjezdane svjetlosti tijekom tranzita i transmisijski spektar koji otkriva promjenu svjetline pojedinačnih valnih duljina infracrvenog svjetla između 0,6 i 2,8 mikrona. Spektar prijenosa svjetlosti ključan je jer otkriva prethodno nepoznate detalje atmosfere spomenutog planeta kao što su prisutnost vode, naznake izmaglice i dokaze o oblacima.

Spektar prijenosa nastaje usporedbom zvjezdane svjetlosti filtrirane kroz atmosferu planeta dok se kreće preko zvijezde s nefiltriranom zvjezdanom svjetlošću otkrivenom kada je planet pokraj zvijezde. Ova značajka omogućuje istraživačima otkrivanje i mjerenje ključnih plinova u atmosferi planeta na temelju uzorka apsorpcije jer atomi i molekule imaju karakteristične uzorke valnih duljina koje apsorbiraju. Spektar WASP-96 b-a je ujedno i najdetaljnije izmjeren bliski infracrveni spektar prijenosa atmosfere egzoplaneta do danas. On pokriva izuzetno širok raspon valnih duljina, uključujući vidljivu crvenu svjetlost i dio spektra koji prije nije bio dostupan drugim teleskopima kao što su valne duljine dulje od 1,6 mikrona. Ovaj dio spektra izuzetno je važan jer je posebno osjetljiv na vodu, kao i na druge molekule od interesa poput kisika, metana i ugljičnog dioksida. Takva vrsta nformacija pomoći će istraživačima da bolje razumiju cjelokupan sastav planeta te kako, kada i gdje je nastao.

NASA otkrila da je voda tekla na površini Marsu dulje nego smo mislili

Nevjerojatna moć Webbovih promatranja

Preciznost mjerenja u pitanju moguća je zahvaljujući Webbovom spektakularnom dizajnu. Njegovo zrcalo obloženo zlatom od 270 četvornih stopa učinkovito prikuplja infracrveno svjetlo, a precizni spektrografi šire svjetlost u duge s tisućama infracrvenih boja. Webb-ovi osjetljivi infracrveni detektori zatim mjere iznimno suptilne razlike u svjetlini, primjerice, instrument o kojem je ovdje bila riječ – NIRISS – može otkriti razlike u boji od samo jedne tisućinke mikrona (razlika između zelene i žute je oko 50 tisućinki mikrona). Osim toga, svemirski teleskop je izuzetno stabilan zahvaljujući svojoj orbitalnoj lokaciji oko Lagrangeove točke 2, što znači da nema kontaminirajućih učinaka Zemljine atmosfere koji smetaju u prikupljanju jasnih podataka iz svemira.

Detaljan spektar koji nastaje istodobnim analiziranjem 280 pojedinačnih spektara snimljenih tijekom promatranja, samo je naznaka onoga što nas čeka pri istraživanju egzoplaneta s Webbom. Istraživači će uskoro početi koristiti spektroskopiju za analizu površina i atmosfera nekoliko desetaka egzoplaneta. Zasad je otprilike jedna četvrtina promatračkog vremena Webbovog prvog ciklusa rezervirana za proučavanje egzoplaneta i njihovih sastava.

Skriva li Pluton golemi ocean ispod svoje površine?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

Garner R. (13. srpnja 2022.), NASA’s Webb Reveals Steamy Atmosphere of Distant Planet in Detail, Nasa.gov (pristup 15. srpnja 2022.)

Anonymous (14. srpnja 2022.), Webb Space Telescope Showcases Its Incredible Power: Detects Water on Distant Planet, Space Telescope Science Institute, Scitechdaily.com (pristup 15. srpnja 2022.)

Anonymous (13. srpnja 2022.), Webb Captures Most Detailed Spectrum of Exoplanet Atmosphere to Date, Sci-news.com (pristup 15. srpnja 2022.)