Naslovnica SCI-TECH Webb skenira obližnjeg smeđeg patuljka i otkriva da ima oblake napravljene od...

Webb skenira obližnjeg smeđeg patuljka i otkriva da ima oblake napravljene od pijeska

48
0

U prvih nekoliko mjeseci rada, Svemirski teleskop James Webb (JWST) već dokazuje da je bilo vrijedno čekanja! Do danas je astronomima pružio najdetaljnije i najpreciznije slike kosmosa, sproveo posmatranja ikoničnih galaksija i maglina, zavirio do samog ruba Univerzuma i dobio spektre sa udaljenih egzoplaneta. Ove rezultirajuće slike, objavljene u javnosti kroz program JWST Early Release Science (ERS), dale su dobar presjek onoga što ova opservatorija sljedeće generacije može učiniti.

Među svojim brojnim ciljevima, JWST će pružiti vrijedan uvid u formiranje i evoluciju sistema egzoplaneta putem direktnog snimanja. Koristeći podatke iz ERS-a, međunarodni tim astronoma i astrofizičara sproveo je direktnu studiju snimanja smeđeg patuljka pratioca (VHS 1256-1257 b) koji kruži unutar sistema trostrukog smeđeg patuljaka udaljenog otprilike 69,0 svjetlosnih godina. Spektri koje su dobili od ovog tijela dali su detaljan sastav njegove atmosfere, što je uključivalo i neočekivano otkriće – oblake od silikatnih minerala (tzv. pijesak)!

Istraživanje je sproveo JWST Early Release Science Program za direktna posmatranja egzoplanetarnih sistema u saradnji (skraćeno Tim ERS 1386), predvođen Kalifornijskim univerzitetom Santa Cruz (UCSC). Rad koji opisuje njihova otkrića je drugi u nizu koji ispituje direktna posmatranja egzoplaneta koje je sproveo Webb, a oba su trenutno u fazi revizije. Prvi rad (koji je objavljen istovremeno) ispitivao je ERS podatke o egzoplaneti HIP 65426 b, super Jupiteru koji je Webb posmatrao u bliskoj i srednjoj infracrvenoj talasnoj dužini.

Uklonite sve oglase na Universe već danas

Pridružite se našem Patreonu za samo $3!

Dobijte doživotno iskustvo bez oglasa

Umetnička koncepcija svemirskog teleskopa James Webb. Zasluge: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Saradnja ERS 1386 obuhvata 120 astronoma sa više od 100 instituta i univerziteta širom svijeta i posvećena je direktnom snimanju sistema egzoplaneta u srednjem infracrvenom opsegu. Ovo će uključivati ​​dobijanje spektra iz atmosfere egzoplaneta kako bi se odredila nastanjivost i ispitivanje diskova oko zvezdanih krhotina kako bi se saznalo više o formiranju planeta. Kao što je tim izjavio tokom Evropskog kongresa planetarnih nauka 2018., “čovječanstvo nikada nije promatralo egzoplanetarne sisteme na ovim talasnim dužinama, a naša zapažanja će biti transformativna za razumijevanje hemije i sastava ovih udaljenih svjetova.”

Iz tehničke perspektive, Program ranog objavljivanja programa dizajniran je za procjenu performansi JWST-ovih načina posmatranja koji omogućavaju direktno snimanje egzoplaneta, pratilaca planetarne mase i okozvezdanih diskova koji ih formiraju. Ovo uključuje koronagrafske modove bliske infracrvene kamere (NIRCam) i srednjeg infracrvenog instrumenta (MIRI) (koji blokira svjetlost zvijezda, tako da su egzoplanete vidljive) i režim interferometrije sa maskiranjem otvora blende blizu infracrvene slike i spektrografa bez proreza (NIRSpec) (koji kombinira svjetlost iz različitih izvora za stvaranje slika).

Dr. Aarynn Carter, postdoktorski stipendist na UCSC i član ERS 1386, bio je glavni autor prvog rada o saradnji. Kako je objasnio za Universe Today putem e-pošte, Webbova zapažanja HIP 65426 b su efektivno demonstrirala direktne mogućnosti snimanja opservatorije:

“Ova zapažanja su pokazala da je JWST sposoban da dobije precizna mjerenja fluksa egzoplaneta u cijelom bliskom do srednjem infracrvenom dijelu. Ova mjerenja nam omogućavaju da dobijemo precizno ograničenje ukupne emitovane energije, odnosno svjetline, HIP 65426b. U poređenju sa modelima planetarne evolucije, ovo nam je, zauzvrat, dalo vrlo precizna ograničenja na njena svojstva kao što su temperatura, masa i radijus. S budućim radom, možemo početi razumijevati šta ova zapažanja znače za atmosferska svojstva HIP 65426 b.”

Za svoju najnoviju studiju, tim je konsultovao podatke dobijene od strane Webbovog MIRI-a i NIRSpec-a od VHS 1256 b, pratioca smeđeg patuljka više od dvadeset puta masivnijeg od Jupitera i orbitira na udaljenosti od oko 150 AJ. Ova zapažanja su sprovedena 5. jula 2022. godine u trajanju od više od dva sata i na talasnim dužinama u rasponu od 1 do 20 mikrometara. Spektri koje su dobili pružili su detaljne informacije o sastavu atmosfere VHS 1256 b i na talasnim dužinama koje nikada ranije nisu viđene kod smeđeg patuljka.

Dr. Britanny E. Miles, predsjednički postdoktorski saradnik UC Irvine i član ERS 1386 Collaboration, bio je glavni autor drugog rada. Kako je rekla za Universe Today putem e-pošte:

„Bliski infracrveni i srednji infracrveni pokazuju karakteristike metana, ugljen monoksida, natrijuma, kalijuma i vode. Postoje dokazi o ugljičnom dioksidu. Sve ove karakteristike su ranije uočene kod smeđih patuljaka ove temperature. Ipak, nikada nismo vidjeli ugljični monoksid s takvim detaljima na 5 mikrona.

“Ovo nam daje priliku u budućim studijama da shvatimo koliko je ugljika i kisika u cjelokupnom objektu, što daje trag o tome koliko je “bogat metalima” u poređenju sa svojom zvijezdom domaćinom. Sastav smeđeg patuljka potencijalno može dati uvid u načine na koje se objekt mogao formirati.”

Miles i njene kolege su takođe primetile direktnu detekciju silikatnih oblaka, što je činilo prvim slučajem kada je takav fenomen napravljen za pratioca planetarne mase. Ovo i druga nedavna spektroskopska ispitivanja smeđih patuljaka (kao što je nedavna studija zasnovana na Spitzer podaci) potvrđuju da ovi objekti podzvjezdane mase proizvode dovoljno topline da ispare minerale. Takođe pruža uvid u to kako planetarne atmosfere rade, posebno za planete koje su po veličini i temperaturi bliže Zemlji.

Smeđi patuljci su preveliki da bi bili planete, ali ne baš zvijezde. Zasluge: NASA/JPL-Caltech

Ovi rezultati su bili slični prethodnim zapažanjima HR 8799 c, d i e, tri egzoplaneta koje kruže oko varijabilne zvijezde K-tipa udaljene oko 133 svjetlosne godine od Zemlje. Ove egzoplanete se kreću od procijenjenih 7 do 9 solarnih masa, vjerovatno smeđih patuljaka, i imaju slične spektre. Međutim, JWST je pružio daleko veću rezoluciju i sposobnost snimanja od prethodnih kampanja posmatranja, dodatno potvrđujući sofisticiranu opservatoriju i njenu sposobnost da direktno slika i karakteriše egzoplanete. Carter je rekao:

“Također smo utvrdili da je JWST do faktor 10 osjetljiviji nego što smo očekivali u ovim modovima posmatranja. To znači da ćemo lako moći obaviti ovu vrstu posmatranja na većem broju poznatih objekata. Osim toga, za neke zvijezde bit ćemo osjetljiviji od onoga što je trenutno moguće sa zemlje, što znači da ćemo možda moći otkriti i nove planete. Konkretno, do sada smo direktno snimali samo objekte veće od Jupitera. JWST nam može omogućiti da otkrijemo Saturn ili čak analoge Urana/Neptuna.”

Detaljno proučavanje egzoplaneta samo je još jedan način Webb ispunjava svoje naučne ciljeve. Sa svojom naprednom optikom, koronografima i spektrometrima, ova opservatorija nove generacije će potvrditi i karakterizirati egzoplanete kao nikada prije. Ovo će omogućiti astronomima da završe popis egzoplaneta, otkriju manje kamenite planete koje kruže bliže svojim zvijezdama i dodatno ograniče planetarnu nastanjivost. Uz malo sreće, možda će čak otkriti i prve dokaze života izvan našeg Sunčevog sistema.

Dalje čitanje: arXiv


Izvor: www.universetoday.com


Pratite nas na Facebook-u | Twitter-u | YouTube-u

WPAP (8847)