天文学者は、NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) によって撮影された系外惑星の最初の写真を明らかにしました。 この画像は、約 400 光年離れた星を周回する、木星の XNUMX 倍の重さの世界の明るい塊を示しています。 画期的な結果は、望遠鏡からの初期の系外惑星の発見の多くの最新のものであり、将来の宇宙望遠鏡による地球のような惑星の直接画像化を可能にする技術のテストです。
「それは爽快です」と言いました アーリン・カーター、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学者、および画像を処理したチームの一員。 「結果は、正直なところ、素晴らしいです。」
JWST、望遠鏡 何十年もの間 2021 年 XNUMX 月に打ち上げられ、現在は地球から XNUMX 万マイル離れたところに浮いており、この夏に完全に稼働しました。 すでに、宇宙の黎明期に遠方の銀河を観測し、木星の素晴らしい景色を撮影しました。 他の初期の結果の中でも. 天文学者によると、この望遠鏡は系外惑星の観測において予想の 10 倍も優れているとのことです。
で説明されている新しいイメージ 付随する論文 昨夜オンラインで投稿された、 チーム 天体物理学者が率いる サーシャ・ヒンクリー イギリスのエクセター大学で。 研究者たちは、惑星が存在することがすでに知られている高速自転星 HIP 65426 に JWST を向けました。 最初にチリの超大型望遠鏡に設置された SPHERE 装置 撮影 ヒンクリーのチームは、HIP 2017 b と呼ばれる JWST の惑星を見る能力をテストし、特徴付けようとしました。
天文学者は約 6.5 個の太陽系外惑星を直接画像化していますが、JWST は幅 XNUMX メートルの六角形の鏡を使用することで能力を大幅に拡張し、地上の天文台を凌駕します。 「それは約束の瞬間です」と言いました ブルース・マッキントッシュ、天体物理学者であり、カリフォルニア大学天文台の次期所長。
ホット・ヤング・ジャイアント
HIP 65426 b を撮影するために、JWST は主星の光を 小さなマスク コロナグラフとして知られています。 これにより、「サーチライトの周りのホタル」のように、何千倍も暗い軌道を回っている惑星が明らかになりました。
HIP 65426 b は、地球が太陽の約 100 倍の距離を主星から周回しており、630 周するのに 900 年かかります。 この距離は、星のまぶしさに対して惑星を見る方が簡単であることを意味します。 それは、惑星の極度の熱とそれによる明るさと相まって、摂氏約14度の灼熱の温度を持ち、わずかXNUMX万年前の形成から残った熱であり、直接画像化の主要な標的となっています. 「ロウソクの炎に似た温度です」 ベス・ビラーチームを共同で率いたエジンバラ大学の天文学者。
JWST のサイズと感度により、この惑星から以前のどの天文台よりも多くの光を収集することができました。 (JWST がより長い赤外線波長を観測するためだけに、その写真は SPHERE のものより粗く見えます。) これにより、Hinkley、Biller、および彼らのチームは惑星の質量の推定値を改良することができました。彼らは約 10 木星の質量で固定し、SPHERE の推定値の約 1.4 よりも小さくなっています。彼らの結果は、木星の半径の XNUMX 倍である惑星の半径を突き止めるのにも役立ちます。 惑星進化の単純なモデルでは、この世界の特性の組み合わせを簡単に説明することはできません。 カーター氏は、正確な新しいデータにより、科学者はモデルを相互にテストし、「理解を深める」ことができると述べました。
HIP 65426 b の表面の特徴は画像では見えませんが、ビラー氏は、温度と組成の変化によってベルトが生じ、嵐や渦によって引き起こされた大気に斑点がある可能性があると述べました。
巨大な惑星は、私たちが知っているように生命を寄せ付けませんが、科学者がもっと知りたがっている大きな惑星のクラスを表しています. 木星はおそらく 重要な役割を果たした 私たちの太陽系を彫刻することで、おそらく地球上の生命が定着することを可能にします。 「それが他の太陽系で機能するかどうかがわかればうれしいです」とマッキントッシュは言いました。
JWST は予想よりはるかに安定しているため、予想よりも小さい系外惑星を撮影できるはずであると科学者たちは述べています。 「海王星や天王星など、これまで直接画像化したことがなかったものを画像化することができました」と彼は言いました。 エミリー・リックマンJWSTを運営するメリーランド州宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者。
JWSTのコロナグラフがロードテストに合格した今、ヒンクリーは、天文学者がそれを使って異世界の写真を撮るために列をなすだろうと考えています. 彼は、望遠鏡の寿命が尽きるまでに「間違いなく数十個」になると予想しています。 「それが数百のようになることを願っています。」
遠くの空をのぞく
太陽系外惑星の写真に加えて、ヒンクリーのチームは近日中に、仲間の星を周回する「失敗した星」としても知られる褐色矮星と疑われるものの大気中に一連の分子を発見したことを発表する予定です。 木星の約 20 倍の重さのこの天体の質量は、コアで核融合が始まるしきい値のすぐ下にあります。
光の周波数を分析する JWST の機器、分光法と呼ばれるプロセスを使用して、科学者は水、メタン、二酸化炭素、ナトリウムをすべて前例のないレベルの詳細で明らかにしました。 彼らはまた、褐色矮星候補の大気中に煙のようなシリカの雲を検出しました。 「私の考えでは、これは恒星以下のコンパニオンでこれまでに得られた最大のスペクトルです」とヒンクリーは言いました。 「私たちはそのようなものを見たことがありません。」
この発見は、別の天文学者チームが JWST を使用して 二酸化炭素を検出する 地球から 39 光年離れた場所にある WASP-650 b と呼ばれる巨大な太陽系外惑星で、ガスが太陽系外惑星で初めて見られました。 彼らはまた、大気中に謎の分子を発見しました。 その同じチームも、さらに XNUMX つの巨大な世界を研究しており、今後数か月以内に、これらのような巨大ガス惑星の大気組成のほぼ完全な図をまとめるのに役立つ結果が期待されています。 「それがジェームズ・ウェッブの力だ」と ジェイコブ・ビーン、シカゴ大学の天文学者であり、チームの共同リーダー。
観測はまた、JWSTが地球に似たより小さな岩石の世界の空で何を検出するかを示す「化学物質の目録」を構築するだろうとチームリーダーは述べた. ナタリー・バターリャ、サンタクルーズの天体物理学者。 彼女は、チームは今後の巨大ガス観測で「JWSTを限界まで押し上げる」計画を立てており、「地球型惑星で何ができるかを教えてくれる」と語った。
他のチームは、最初の JWST 観測を行っています。 TRAPPIST-1は比較的近くにある赤色矮星で、地球サイズの XNUMX つの岩石世界が周回しています。 これらの惑星のいくつかは、恒星のハビタブル ゾーンにあり、液体の水や生命にさえ好都合な条件が存在する可能性があります。 JWSTは惑星を直接画像化することはできませんが、分光法は大気中のガスを特定するのに役立ちます。おそらく、生物活動を示す可能性のあるガスのヒントさえも。 「私たちが本当に望んでいるのは地球です」とマッキントッシュは言いました。
