Na Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba badacze z całego świata czekali od ponad dwóch dekad, a NASA i ESA wydały 10 mld dolarów, aby doprowadzić projekt do końca. Opłaciło się. Teleskop Webba zaczął dawać nam nie tylko rewelacyjne zdjęcia głębokiego kosmosu, ale i twarde dane, którymi co chwila chwalą się badacze.
Teleskop Webba wychwycił dwutlenek węgla w atmosferze egzoplanety
Teraz naukowcom korzystającym z Webba udało się zarejestrować w atmosferze odległej egzoplanety sygnał dwutlenku węgla. Wykorzystano do tego instrument NIRSpec, czyli spektrograf bliskiej podczerwieni. NASA podkreśla, że jest to pierwszy wyraźny sygnał CO2, jaki udało się wykryć w atmosferze planety pozasłonecznej.
Obiektem tym jest WASP-39 b, czyli gorący jowisz (to nazwa odnosząca się do wszystkich planet gazowych ciasno obiegających swoją gwiazdę) o masie podobnej do Saturna, ale średnicy o 30 proc. większej od naszego Jowisza. Obiega gwiazdę podobną do Słońca, ale po wyjątkowo ciasnej orbicie. Średnio znajduje się osiem razy bliżej niej niż Merkury Słońca. Jeden rok trwa na WASP-39 b nieco ponad cztery ziemskie dni, a temperatura w górnych warstwach atmosfery to bagatela 900 stopni Celsjusza.
Tak krótki okres orbitalny stwarza rewelacyjne warunki do obserwacji tego obiektu z naszej perspektywy (a konkretnie z punktu L2, gdzie znajduje się Webb). Nawet taki teleskop jak Webb nie jest jednak w stanie pokazać bezpośrednio tarczy egzoplanety, znajdującej się 700 lat świetlnych od Ziemi, dlatego wykorzystuje się do jej tranzyt, czyli przejście planety na tle swojej gwiazdy (a okazja do tego jest co cztery dni).
Źródło: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI); Science: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team
Moment tranzytu pozwala zdobyć wiele informacji na temat m.in. rozmiarów, masy i orbity obiektu, ale daje też wgląd w skład chemiczny jej atmosfery. Światło z jej gwiazdy macierzystej przechodzi wtedy częściowo przez atmosferę planety, a znajdujące się tam związki chemiczne "odfiltrowują" niektóre, bardzo wąskie pasma promieniowania. Badanie widma, które dociera do teleskopu, pozwala zatem określić, jakie pierwiastki lub związki znajdują się w atmosferze.
Co oznacza to odkrycie?
Badacze już wcześniej (planetę WASP-39 b odkryto w 2011 roku) wyodrębnili w jej atmosferze sygnały świadczące o obecności pary wodnej, sodu i potasu. Posługiwali się wtedy teleskopami kosmicznymi Hubble'a i Spitzera. Jednak dopiero przy użyciu Webba udało im się znaleźć na WASP-39 b również dwutlenek węgla.
NASA zaznacza, że do tej pory żadne obserwatorium nie mierzyło tak subtelnych różnic w jasności poszczególnych pasm światła. Co ciekawe, obecność dwutlenku węgla w atmosferze WASP-39 b może dostarczyć badaczom sporo informacji nawet na temat historii i ewolucji tejże egzoplanety.
Cząsteczki dwutlenku węgla są czułymi znacznikami historii formowania się planet. Mierząc ilość dwutlenku węgla, możemy określić, ile materiału stałego, a ile gazowego zostało wykorzystanego w procesie formowania się tego gazowego olbrzyma
- wyjaśnia Mike Line z Arizona State University, członek zespołu badawczego cytowany przez NASA.
Uważa się, że gazowe olbrzymy takie jak Jowisz i Saturn składają się ze stosunkowo niewielkiego, skalistego jądra i grubej, nieprzeźroczystej otoczki gazowej. Badacz zaznacza, że określenie tych proporcji dla kolejnych egzoplanet pomoże lepiej zrozumieć, czy gazowe olbrzymy Układu Słonecznego formowały się w odmienny sposób niż gazowe egzoplanety.
Badacze chcą jednak skierować Webba również na egzoplanety typu ziemskiego (czyli skaliste). Część z nich również posiada atmosfery, a to właśnie na nich (szczególnie tych znajdujących się w ekosferze) potencjalnie może istnieć życie.
Wykrycie tak wyraźnego sygnału dwutlenku węgla na WASP-39 b dobrze wróży badaniom atmosfer mniejszych planet o rozmiarach Ziemi
- stwierdziła Natalie Batalha z University of California, która kierowała zespołem naukowców.
