JWST, yıldız radyasyonu

Bu hafta gökbilimciler, Dünya'dan 700 ışık yılı uzaktaki bir ötegezegenin atmosferinde kimyasal reaksiyonlara dair kanıtlar bulduklarını açıkladılar. James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan araştırmacılar, ötegezegen WASP-39b'nin etrafında dönen kavurucu gazların ayrıntılı bir kimyasal portresini oluşturdular. Bu "sıcak Satürn" gezegeni, ev sahibi yıldızına son derece yakın yörüngede dönüyor, yani 1.600 Fahrenheit veya 900 Santigrat dereceye kadar yüksek sıcaklıklara sahip. Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık dörtte biri, ancak boyutunun 1,3 katı ile aynı zamanda kabarıktır.

WASP-39b ile ilgili ilk veriler, bu yaz JWST'nin atmosferinde karbondioksit tespit etmesiyle paylaşıldı – bu gaz ilk kez güneş sistemimizin dışındaki bir gezegende tespit edildi. Şimdi, atmosferinin daha ayrıntılı bir resmi, yakın zamanda arXiv'de yayınlanan ve gözlemleri hızlı bir şekilde yayınlamak için tasarlanmış bir programın parçası olarak Nature'da yayınlanmak üzere kabul edilen ve ikisi incelenmekte olan bir dizi makalede çizildi. ve teleskop tarafından dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarına yapılan veriler . Araştırmacılar, gezegenin atmosferi hakkında spektroskopi bilgisi toplamak için Webb'in üç aracını, NIRSpec, NIRCam ve NIRISS'i kullandılar.

Araştırmacılardan biri olan Santa Cruz California Üniversitesi'nden Natalie Batalha, yaptığı açıklamada , "Ötegezegeni, birlikte kızılötesi spektrumun geniş bir alanını ve JWST'ye kadar erişilemeyen bir dizi kimyasal parmak izini kapsayan birkaç enstrümanla gözlemledik" dedi. "Bunlar gibi veriler oyunun kurallarını değiştirir."

Son on yılda, astronomi araştırmacıları güneş sistemimizin dışında çok sayıda ötegezegen veya gezegen keşfettiler. Bugüne kadar onaylanan 5.000'den fazla ötegezegen ile, şimdi zorluk bu gezegenleri daha derinlemesine anlamaktır. Bir ötegezegenin büyüklüğünü veya kütlesini bilmekten daha fazlası, son teknoloji araştırmalar artık atmosferlerini öğrenmeye odaklanıyor. Ve JWST gibi araçlar, bu uzak atmosferleri her zamankinden daha ayrıntılı bir şekilde görmeyi mümkün kılıyor.

JWST'nin araçları, geçiş spektroskopisi adı verilen bir tekniği gerçekleştirmek için kullanılır. Gezegenin atmosferinden geçerken ev sahibi yıldızdan gelen ışığı gözlemlerler. Bu ışık farklı dalga boylarına bölünür ve bundan araştırmacılar hangi dalga boylarının emildiğini görebilirler. Farklı kimyasallar, farklı dalga boylarındaki ışığı emerek araştırmacıların gezegenin atmosferinin bileşimini belirlemesine olanak tanır.

Araştırma, atmosferde sodyum, potasyum, karbon monoksit ve su buharı olduğunu buldu, bu da WASP-39b'nin atmosferinde su buharı olduğuna dair önceki bulguları doğruluyor. Ancak aynı zamanda, bu molekül bir dış gezegen atmosferinde ilk kez tespit edildiğinde, kükürt dioksit de buldu. Bu molekülleri bulmak, Dünya'nın ozon tabakasında bulunana benzer bir sürece işaret ediyor, çünkü kükürt dioksit, ana yıldızdan gelen ışığın neden olduğu üst atmosferdeki kimyasal reaksiyonlardan oluşuyor.

Oxford Üniversitesi'nden Shang-Min Tsai, "Bu, dış gezegenlerde fotokimyanın – enerjik yıldız ışığı tarafından başlatılan kimyasal reaksiyonlar – somut kanıtlarını ilk kez görüyoruz" dedi. "Bunu [bu görev] ile ötegezegen atmosferlerine ilişkin anlayışımızı ilerletmek için gerçekten umut verici bir görünüm olarak görüyorum."

Ev sahibi yıldızına bu kadar yakın yörüngede dönen WASP-39 b ile, Merkür ile Güneş arasındaki mesafenin sekizde biri ile, onu incelemek, yıldızlardan gelen radyasyonun gezegen atmosferleriyle nasıl etkileşime girdiğini gösterebilir. Radyasyon yaşam için zararlı olabilirken (Dünya, manyetosferi sayesinde Güneş'in radyasyonundan korunur, bu olmadan gezegen yaşanmaz olurdu), ayrıca yaşanabilir bir atmosferi sürdürmek için gerekli molekülleri oluşturan kimyasal reaksiyonlarda önemli bir rol oynayabilir.

Batalha, "Gezegenler, ev sahibi yıldızın radyasyon banyosu içinde yörüngede dönerek şekillendirilir ve dönüştürülür." Dedi. "Dünyada, bu dönüşümler yaşamın gelişmesine izin veriyor."