تلسکوپ فضایی وب اولین عکس خود را از یک سیاره فراخورشیدی گرفت

اخترشناسان اولین عکس از یک سیاره فراخورشیدی را که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) ناسا گرفته شده است، نشان دادند. این تصویر حباب درخشان جهانی را نشان می دهد که هفت برابر سنگین تر از مشتری است که به دور ستاره ای در فاصله نزدیک به 400 سال نوری از ما می چرخد. نتیجه پیشگامانه جدیدترین یافته در تعداد زیادی از یافته‌های اولیه سیارات فراخورشیدی از تلسکوپ و آزمایش فناوری‌هایی است که امکان تصویربرداری مستقیم از سیارات مشابه زمین توسط تلسکوپ‌های فضایی آینده را فراهم می‌کند.

گفت: "این هیجان انگیز است." آرین کارتر، ستاره شناس دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، و بخشی از تیمی که تصویر را پردازش کردند. "نتیجه، صادقانه، عالی است."

JWST، یک تلسکوپ دهه ها در حال ساخت که در دسامبر 2021 پرتاب شد و اکنون در یک میلیون مایل از زمین شناور است، تابستان امسال به طور کامل عملیاتی شد. پیش از این، کهکشان های دوردست را در سپیده دم کیهان رصد کرده و مناظر بدیعی از مشتری گرفته است. در میان سایر نتایج اولیه. اخترشناسان می گویند این تلسکوپ همچنین 10 برابر بهتر از حد انتظار در رصد سیارات فراخورشیدی عمل می کند.

تصویر جدید، شرح داده شده در یک کاغذ همراه پست آنلاین دیشب، از یک تیم به رهبری اخترفیزیکدان ساشا هینکلی در دانشگاه اکستر در انگلستان. محققان به JWST ستاره پرسرعت HIP 65426 اشاره کردند، جایی که سیاره ای از قبل وجود داشت. ابتدا ابزار SPHERE در تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی عکسبرداری این سیاره در سال 2017. تیم هینکلی به دنبال آزمایش و مشخص کردن توانایی JWST برای دیدن سیاره به نام HIP 65426 b.

اخترشناسان به طور مستقیم از حدود 6.5 سیاره فراخورشیدی تصویربرداری کرده اند، اما JWST با استفاده از آینه شش ضلعی XNUMX متری خود، این قابلیت را تا حد زیادی گسترش خواهد داد و از هر رصدخانه زمینی پیشی می گیرد. گفت: این یک لحظه وعده است بروس مکینتاش، یک اخترفیزیکدان و مدیر جدید رصدخانه های دانشگاه کالیفرنیا.

غول جوان داغ

برای عکاسی از HIP 65426 b، JWST با استفاده از نور ستاره میزبان خود را مسدود کرد یک ماسک کوچک به عنوان تاج نگار شناخته می شود. هینکلی گفت، این سیاره در حال چرخش را نشان داد که هزاران بار کم نورتر است، مانند "یک کرم شب تاب در اطراف نورافکن".

HIP 65426 b حدود 100 برابر دورتر از زمین از خورشید دورتر از ستاره خود می چرخد ​​و 630 سال طول می کشد تا یک مدار کامل شود. این فاصله به این معنی است که دیدن سیاره در برابر تابش خیره کننده ستاره آسان تر است. که همراه با گرمای شدید و در نتیجه روشنایی سیاره - دمای سوزان حدود 900 درجه سانتیگراد دارد، تبی که از شکل گیری آن فقط 14 میلیون سال پیش باقی مانده است - آن را به هدف اصلی برای تصویربرداری مستقیم تبدیل می کند. گفت: دمایی شبیه به شعله شمع دارد بث بیلراخترشناس دانشگاه ادینبورگ که تیم را رهبری می کرد.

اندازه و حساسیت JWST باعث شد تا بتواند نور بیشتری را از هر رصدخانه قبلی از این سیاره جمع آوری کند. (عکس آن دانه دانه تر از عکس SPHERE به نظر می رسد فقط به این دلیل که JWST طول موج های مادون قرمز طولانی تر را مشاهده می کند.) این به هینکلی، بیلر و تیم آنها اجازه داد تا تخمین جرم سیاره را که حدود هفت جرم مشتری است، کمتر از تخمین SPHERE که حدود 10 تخمین زده است، اصلاح کنند. نتایج آنها همچنین به کاهش شعاع سیاره که 1.4 برابر مشتری است کمک می کند. مدل‌های ساده تکامل سیاره‌ای نمی‌توانند به راحتی ترکیب ویژگی‌های این جهان را توضیح دهند. کارتر خاطرنشان کرد که داده‌های دقیق جدید به دانشمندان این امکان را می‌دهد که مدل‌ها را در مقابل یکدیگر آزمایش کنند و درک ما را تقویت کنند.

ویژگی‌های سطح HIP 65426 b در تصویر قابل مشاهده نیست، اما بیلر گفت که احتمالاً مانند مشتری نواری به نظر می‌رسد، با کمربندهای ناشی از تغییرات دما و ترکیب، و ممکن است نقاطی در جو آن ناشی از طوفان یا گرداب‌ها باشد.

این سیاره غول پیکر به گونه ای که ما می شناسیم برای زندگی غیرقابل پذیرش است، اما نشان دهنده دسته ای از سیارات بزرگ است که دانشمندان مشتاق کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن هستند. مشتری احتمالا نقش کلیدی ایفا کرد در مجسمه سازی منظومه شمسی ما، شاید بتوان زندگی روی زمین را قادر ساخت. مکینتاش گفت: "خوب است که بدانیم آیا این کار در سایر منظومه های خورشیدی کار می کند یا خیر."

از آنجایی که JWST بسیار پایدارتر از حد انتظار است، دانشمندان می‌گویند که باید بتواند از سیارات فراخورشیدی کوچک‌تر از آنچه پیش‌بینی می‌شد عکاسی کند - شاید به کوچکی یک سوم جرم مشتری. ما می‌توانیم چیزهایی مانند نپتون و اورانوس را تصویر کنیم که قبلاً هرگز مستقیماً آنها را تصویر نکرده بودیم امیلی ریکمنستاره شناس در موسسه علمی تلسکوپ فضایی در مریلند که JWST را اداره می کند.

اکنون که تاج‌نگار JWST آزمایش جاده‌ای خود را گذرانده است، هینکلی فکر می‌کند ستاره‌شناسان برای استفاده از آن برای گرفتن عکس‌های دنیای ماورایی صف خواهند کشید. او انتظار دارد تا پایان عمر تلسکوپ "قطعاً ده ها" را ببیند. "امیدوارم بیشتر از صدها باشد."

نگاه کردن در آسمان های دور

علاوه بر عکس سیاره فراخورشیدی، تیم هینکلی در روزهای آینده اعلام خواهد کرد که مجموعه‌ای از مولکول‌ها را در اتمسفر یک کوتوله قهوه‌ای مشکوک کشف کرده‌اند - که گاهی اوقات به عنوان "ستاره شکست خورده" شناخته می‌شود - در حال چرخش به دور یک ستاره همراه. تقریباً 20 برابر سنگین‌تر از مشتری، جرم این جسم درست زیر آستانه‌ای است که همجوشی می‌تواند در هسته‌اش آغاز شود.

دانشمندان با استفاده از ابزاری در JWST که فرکانس‌های نور را از هم جدا می‌کند، فرآیندی به نام طیف‌سنجی، آب، متان، دی‌اکسید کربن و سدیم را یافتند که همگی در سطح بی‌سابقه‌ای از جزئیات آشکار شده‌اند. آنها همچنین ابرهای دودی مانند سیلیس را در جو کوتوله قهوه ای کاندید شناسایی کردند، چیزی که قبلاً در چنین اجسامی به آن اشاره شده بود اما هرگز ثابت نشد. هینکلی گفت: «به نظر من این بزرگترین طیفی است که تا به حال از یک همدم زیر ستاره ای به دست آمده است. ما هرگز چنین چیزی را ندیده ایم.»

این کشف به دنبال اعلامیه ای از هفته گذشته است، زمانی که تیم دیگری از ستاره شناسان گزارش دادند که از JWST برای تشخیص دی اکسید کربن در یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر به نام WASP-39 b که در فاصله 650 سال نوری از زمین قرار دارد - اولین باری است که این گاز در یک سیاره فراخورشیدی دیده می شود. آنها همچنین یک مولکول مرموز را در جو مشاهده کردند. همین تیم همچنین در حال مطالعه دو جهان غول پیکر دیگر هستند، با نتایجی که در ماه های آینده انتظار می رود که به گردآوری تصویر تقریباً کاملی از ترکیب جوی غول های گازی مانند این کمک کند. گفت: «این قدرت جیمز وب است جیکوب بین، یک ستاره شناس در دانشگاه شیکاگو و یکی از رهبران تیم.

رهبر تیم گفت: مشاهدات همچنین یک "موجودی شیمیایی" ایجاد می کند که نشان می دهد JWST چه چیزی را در آسمان جهان های سنگی کوچکتر شبیه به زمین تشخیص می دهد. ناتالی باتالها، یک اخترفیزیکدان در سانتا کروز. او گفت که این تیم قصد دارد در مشاهدات غول گازی آینده خود، JWST را به حد خود برساند، که به ما خواهد گفت که در سیارات زمینی چه کاری می توانیم انجام دهیم.

تیم های دیگر در حال انجام اولین مشاهدات JWST هستند TRAPPIST-1، یک ستاره کوتوله قرمز نسبتاً نزدیک که توسط هفت جهان سنگی به اندازه زمین می چرخد. تعدادی از این سیارات در منطقه قابل سکونت ستاره قرار دارند، جایی که ممکن است شرایط به نفع آب مایع و حتی حیات امکان پذیر باشد. در حالی که JWST نمی تواند مستقیماً از سیارات تصویربرداری کند، طیف سنجی به شناسایی گازهای موجود در اتمسفر آنها کمک می کند - احتمالاً حتی نشانه هایی از گازهایی که می توانند نشان دهنده فعالیت بیولوژیکی باشند. مکینتاش گفت: «آنچه ما واقعاً می خواهیم زمین است.