Najdetaljniji pogled u atmosferu jednog egzoplaneta

Dok su drugi svemirski teleskopi, uključujući NASA-ine Hubble i Spitzer, ranije otkrivali izolirane sastojke atmosfere uzavrelog planeta WASP-39 b, nova Webbova očitanja pružaju potpuni raspon atoma, molekula, pa čak i znakova aktivne kemije i oblaka.

Niz visokoosjetljivih instrumenata teleskopa bio je uvježban na atmosferi planeta masivnog otprilike kao Saturn, ali u orbiti užoj od Merkura, koji kruži oko zvijezde udaljene oko 700 svjetlosnih godina.

Nalazi su dobar znak sposobnosti Webbovih instrumenata za provođenje širokog spektra istraživanja svih vrsta egzoplaneta, čemu se nada znanstvena zajednica. To uključuje ispitivanje atmosfere manjih, stjenovitih planeta poput onih u sustavu TRAPPIST-1.

"Promatrali smo egzoplanet s više instrumenata koji, zajedno, daju široki pojas infracrvenog spektra i mnoštvo kemijskih otisaka koji su bili nedostupni do ove misije", rekla je Natalie Batalha, astronomka sa Kalifornijskog sveučilišta u Santa Cruzu. "Podaci poput ovih mijenjaju igru."

Među najzanimljivijim otkrićima je prvo otkrivanje sumpornog dioksida (SO2) u atmosferi egzoplaneta, molekule proizvedene kemijskim reakcijama izazvanim visokoenergetskim svjetlom s matične zvijezde planeta. Na Zemlji se zaštitni ozonski omotač u gornjoj atmosferi stvara na sličan način.

"Ovo je prvi put da vidimo konkretne dokaze fotokemije - kemijskih reakcija koje pokreće zvjezdana svjetlost na egzoplanetima", rekao je Shang-Min Tsai, istraživač sa Sveučilišta u Oxfordu i glavni autor rada koji objašnjava porijeklo sumpornog dioksida u atmosferi WASP-39 b. "Vidim ovo kao stvarno obećavajuću perspektivu za unapređenje našeg razumijevanja atmosfera egzoplaneta."

Znanstvenici su primijenili računalne modele fotokemije na podatke koji zahtijevaju potpuno objašnjenje takve fizike. Rezultirajuća poboljšanja u modeliranju pomoći će u izgradnji tehnološkog znanja i iskustava za tumačenje znakova potencijalne nastanjivosti egzoplaneta u budućnosti.

Blizina planeta zvijezdi domaćinu – osam puta bliže nego što je Merkur našem Suncu – također ga čini laboratorijem za proučavanje učinaka zračenja zvijezda domaćina na egzoplanete. Bolje poznavanje povezanosti zvijezda i planeta trebalo bi donijeti dublje razumijevanje kako ti procesi utječu na raznolikost planeta promatranih u galaksiji.

Webb je također vidio ugljični dioksid (CO2) u višoj rezoluciji, dajući dvostruko više podataka nego što je navedeno u prethodnim promatranjima. U međuvremenu je detektiran ugljični monoksid (CO), ali očiti potpisi metana (CH4) i sumporovodika (H2S) nisu bili prisutni u Webbovim podacima. Ako su prisutne, te se molekule pojavljuju u vrlo niskim razinama.

 U tako preciznom raščlanjivanju atmosfere egzoplaneta, instrumenti teleskopa James Webb pokazali su se znatno iznad očekivanja znanstvenika i obećavaju novu fazu istraživanja među širokim spektrom egzoplaneta u galaksiji.