Po raz pierwszy astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do wykonania bezpośredniego zdjęcia planety poza naszym Układem Słonecznym. Egzoplaneta jest gazowym gigantem, co oznacza, że nie ma skalistej powierzchni i nie nadaje się do zamieszkania.
Obraz widziany przez cztery różne filtry świetlne pokazuje, jak silne podczerwone spojrzenie Webba może z łatwością uchwycić światy poza naszym Układem Słonecznym, wskazując drogę do przyszłych obserwacji, które ujawnią więcej niż kiedykolwiek informacji o egzoplanetach.
„To przełomowy moment, nie tylko dla Webba, ale także dla astronomii w ogóle” – powiedziała Sasha Hinkley, profesor nadzwyczajny fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Exeter w Wielkiej Brytanii, która prowadziła te obserwacje przy dużej międzynarodowej współpracy. Webb to międzynarodowa misja prowadzona przez NASA we współpracy z jej partnerami, ESA (Europejską Agencją Kosmiczną) i CSA (Kanadyjską Agencją Kosmiczną).
Egzoplaneta na zdjęciu Webba, zwana HIP 65426 b, ma masę około 6-12 mas Jowisza, a te obserwacje mogą pomóc jeszcze bardziej zawęzić ten obraz. Jest młoda, jak na planety – ma około 15 do 20 milionów lat, w porównaniu z naszą Ziemią, która ma 4,5 miliarda lat.
Astronomowie odkryli planetę w 2017 roku za pomocą instrumentu SPHERE na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile i wykonali jej zdjęcia przy użyciu krótkich fal podczerwonych. Widok Webba, przy dłuższych falach podczerwonych, ujawnia nowe szczegóły, których teleskopy naziemne nie byłyby w stanie wykryć ze względu na wewnętrzną podczerwoną poświatę ziemskiej atmosfery.
Naukowcy analizują dane z tych obserwacji i przygotowują artykuł, który prześlą do czasopism do recenzji. Ale pierwsze uchwycenie przez Webba egzoplanety już wskazuje na przyszłe możliwości badania odległych światów.
Ponieważ HIP 65426 b znajduje się około 100 razy dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca, jest wystarczająco daleko od gwiazdy, aby Webb mógł łatwo oddzielić planetę od gwiazdy na zdjęciu.
Kamera bliskiej podczerwieni Webba (NIRCam) i instrument średniej podczerwieni (MIRI) są wyposażone w koronografy, które są zestawami maleńkich masek, które blokują światło gwiazd, umożliwiając Webbowi wykonywanie bezpośrednich zdjęć niektórych egzoplanet, takich jak ta. Nancy Grace Roman Kosmiczny Teleskop NASA, który ma zostać wystrzelony jeszcze w tej dekadzie, zademonstruje jeszcze bardziej zaawansowany koronograf.
„To było naprawdę imponujące, jak dobrze koronografy Webba pracowały nad tłumieniem światła gwiazdy macierzystej” – powiedział Hinkley.
Wykonywanie bezpośrednich zdjęć egzoplanet jest trudne, ponieważ gwiazdy są o wiele jaśniejsze niż planety. Planeta HIP 65426 b jest ponad 10 000 razy słabsza niż jej gwiazda macierzysta w bliskiej podczerwieni i kilka tysięcy razy słabsza w średniej podczerwieni.
Na każdym zdjęciu filtra planeta wygląda jak plamka światła o nieco innym kształcie. Dzieje się tak ze względu na szczegóły systemu optycznego Webba i sposób, w jaki przekłada światło przez różne układy optyczne.
„Uzyskanie tego obrazu było jak kopanie kosmicznego skarbu” – powiedziała Aarynn Carter, badaczka z tytułem doktora na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, która kierowała analizą zdjęć. „Na początku wszystko, co widziałem, to światło gwiazdy, ale dzięki starannemu przetwarzaniu obrazu udało mi się usunąć to światło i odkryć planetę”.
Chociaż nie jest to pierwsze bezpośrednie zdjęcie egzoplanety wykonane z kosmosu – Kosmiczny Teleskop Hubble’a uchwycił już wcześniej bezpośrednie zdjęcia egzoplanet – HIP 65426b wskazuje drogę do eksploracji egzoplanet przez Webba.
„Myślę, że najbardziej ekscytujące jest to, że dopiero zaczęliśmy” – powiedział Carter. „Istnieje o wiele więcej zdjęć egzoplanet, które ukształtują nasze ogólne zrozumienie ich fizyki, chemii i formacji. Możemy nawet odkryć również nieznane wcześniej planety”.
Uwaga redaktora: W tym poście podkreślono obrazy z trwającej nauki Webb, która nie przeszła jeszcze procesu recenzowania.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez NASA/Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda. Oryginał napisany przez Elizabeth Landau, siedziba NASA. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.