Još jedan trag iz dalekih svetova: Džejms Veb pronašao dokaze prisustva ugljen-dioksida u atmosferi planete van Sunčevog sistema

Ovo posmatranje planete gasnog giganta koja kruži oko zvezde slične Suncu udaljene 700 svetlosnih godina pruža važan uvid u sastav i formiranje planete.

Ovo otkriće, prihvaćeno za objavljivanje u časopisu Nature, nudi dokaze da bi u budućnosti Veb mogao da otkrije i izmeri ugljen-dioksid u tanjim atmosferama manjih stenovitih planeta.

VASP-39 b je vreli gasni džin sa masom koja je otprilike jedna četvrtina mase Jupitera (otprilike ista kao Saturn) i prečnika 1,3 puta većeg od Jupitera. Njegova ekstremna nadutost delimično je povezana sa visokom temperaturom (oko 1.600 stepeni Farenhajta ili 900 stepeni Celzijusa).

Za razliku od hladnijih, kompaktnijih gasnih giganata u našem solarnom sistemu, VASP-39 b kruži veoma blizu svoje zvezde – samo oko jedne osmine udaljenosti između Sunca i Merkura – ​​završavajući jedno kolo za nešto više od četiri zemaljska dana.

Otkriće planete, objavljeno 2011. godine, napravljeno je na osnovu detekcije suptilnog, periodičnog zatamnjenja svetlosti sa zvezde domaćina dok planeta prolazi ili prolazi ispred zvezde.

Prethodna posmatranja sa drugih teleskopa, uključujući NASA-ine svemirske teleskope Hubble i Spitzer, otkrila su prisustvo vodene pare, natrijuma i kalijuma u ​​atmosferi planete. Vebova neuporediva infracrvena osetljivost sada je potvrdila prisustvo ugljen-dioksida i na ovoj planeti.

Filtrirana zvezdana svetlost

Tranzitne planete poput VASP-39 b, čije orbite posmatramo sa ivice, a ne odozgo, mogu pružiti istraživačima idealne mogućnosti za ispitivanje planetarne atmosfere.

Tokom tranzita, deo svetlosti zvezda je potpuno pomračen od strane planete (izazivajući sveukupno zatamnjenje), a deo se prenosi kroz atmosferu planete.

Pošto različiti gasovi apsorbuju različite kombinacije boja, istraživači mogu da analiziraju male razlike u osvetljenosti prenošene svetlosti u spektru talasnih dužina kako bi tačno utvrdili od čega je napravljena atmosfera. Sa svojom kombinacijom naduvane atmosfere i čestih tranzita, VASP-39 b je idealna meta za transmisijsku spektroskopiju.

Prva jasna detekcija ugljen-dioksida

Istraživački tim je koristio Vebov Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) za svoja zapažanja VASP-39b. U rezultujućem spektru atmosfere egzoplanete, malo brdo između 4,1 i 4,6 mikrona predstavlja prvi jasan, detaljan dokaz o ugljen-dioksidu ikada otkrivenom na planeti izvan Sunčevog sistema.

„Čim su se podaci pojavili na mom ekranu, ogromna karakteristika ugljen-dioksida me je zgrabila“, rekao je Zafar Rustamkulov, diplomirani student na Univerzitetu Džons Hopkins i član JVST Transiting Ekoplanet Communiti Earli Release tima, koji je preduzeo ovu istragu. Bio je to poseban trenutak, prelazak važnog praga u nauci o egzoplanetima.

Nijedna opservatorija nikada ranije nije izmerila tako suptilne razlike u osvetljenosti toliko pojedinačnih boja u opsegu od 3 do 5,5 mikrona u spektru prenosa egzoplaneta. Pristup ovom delu spektra je ključan za merenje obilja gasova poput vode i metana, kao i ugljen-dioksida, za koje se smatra da postoje u mnogim različitim tipovima egzoplaneta.

„Otkrivanje tako jasnog signala ugljen-dioksida na VASP-39 b dobro je za otkrivanje atmosfere na manjim planetama zemaljske veličine“, rekla je Natalie Batalha sa Univerziteta Kalifornije u Santa Kruzu, koja vodi tim.

Razumevanje sastava atmosfere planete je važno jer nam govori nešto o poreklu planete i kako je evoluirala. „Molekuli ugljen-dioksida su osetljivi tragači priče o formiranju planeta“, rekao je Majk Lajn sa Državnog univerziteta u Arizoni, još jedan član ovog istraživačkog tima. „Merenjem ove karakteristike ugljen-dioksida, možemo da odredimo koliko čvrstog u odnosu na koliko je gasovitog materijala korišćeno za formiranje ove planete gasnog giganta. U narednoj deceniji, JVST će izvršiti ovo merenje za različite planete, pružajući uvid u detalje o tome kako se planete formiraju i jedinstvenost našeg sopstvenog solarnog sistema, piše NASA.