Webb Uzay Teleskobu ile Bir Sonraki Yıldızlararası Ziyaretçiyi Araştırmak İçin Eşi görülmemiş Fırsat

Bilim adamları, kozmik bölgemize izinsiz giren nesneler hakkında bilgi edinecekler

Şimdiye kadar, güneş sistemimizde vızıldayan sadece iki yıldızlararası nesne tespit edildi, ancak bilim adamları çok daha fazlasının gizlendiğini düşünüyor. Bir sonraki keşfedildiğinde, NASAgüçlü yeni James Webb Uzay Teleskobu bu arabulucuyu analiz etmek için halka kenarında bir koltuğa sahip olabilir. Webb, gökbilimcilerin bileşimi, oluşum tarihi ve ev sistemi hakkında bilgi edinmelerine yardımcı olacak. Bilim adamları ilk kez güneş sistemimizin dışında doğan bir şeyin yakından ve kişisel bir görünümünü elde edecekler.

Bu sanatçının illüstrasyonu, 2017’de keşfedilen ilk tanımlanmış yıldızlararası ziyaretçiyi göstermektedir. 1I/’Oumuamua. ‘Oumuamua hala herhangi bir basit sınıflandırmaya meydan okuyor. Bir kuyruklu yıldız gibi davranmadı ve çeşitli olağandışı özelliklere sahipti. Nesnenin karmaşık dönüşü tam şekli belirlemeyi zorlaştırdığından, neye benzeyebileceğine dair birçok model var. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI), Frank Summers (STScI)

Son yıllarda gezegen biliminde en heyecan verici bulgulardan biri, güneş sistemimizden geçen yıldızlararası nesnelerin keşfidir. Şimdiye kadar, gökbilimciler diğer yıldız sistemlerinden bu araya girenlerden yalnızca ikisini doğruladılar – 2017’de 1I/’Oumuamua ve 2018’de 2I/Borisov – ancak çok, çok daha fazlasının var olduğu düşünülüyor. Bilim adamları, bir kez keşfedildikten sonra bu nesneleri incelemek için yalnızca sınırlı bir yeteneğe sahipti, ancak bunların tümü NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile değişmek üzere.

“Webb’in üstün hassasiyeti ve gücü şimdi bize bu yıldızlararası nesnelerin kimyasal bileşimini araştırmak ve doğaları hakkında çok daha fazlasını öğrenmek için eşi görülmemiş bir fırsat sunuyor: nereden geldikleri, nasıl yapıldıkları ve bize neler söyleyebilecekleri. Webb’in baş araştırmacısı Martin Cordiner, ev sistemlerinde mevcut koşullar hakkında Fırsat Programının Hedefi yıldızlararası bir nesnenin bileşimini incelemek.

2I/Borisov’un bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsü, yıldızlararası uzaydan gelen ve bir yıldıza kütleçekimsel olarak bağlı olmayan bir kuyruklu yıldız olan, gözlemlenen ilk haydut kuyruklu yıldızı göstermektedir. 2019’da keşfedildi ve ‘Oumuamua’dan sonra tanımlanan ikinci yıldızlararası interloper. 2I/Borisov, güneş sistemimizde bulunan, buzları süblimleştiren ve Güneş tarafından ısındıkça toz saçan geleneksel kuyruklu yıldızlara çok benziyor. Gezici kuyruklu yıldız, muhtemelen bir yabancı yıldız sisteminde dövülmüş gezegen yapı taşlarının kimyasal bileşimi, yapısı ve toz özellikleri hakkında paha biçilmez ipuçları sağladı. Hızla Güneşimizden uzaklaşıyor ve sonunda yıldızlararası uzaya geri dönecek ve bir daha asla geri dönmeyecek. Kredi: NASA, ESA ve D. Jewitt (UCLA)

NASA’nın Greenbelt, Maryland ve Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde astrofizikçi olan Cordiner, “Bunlardan birini inceleme ve bileşimini bulma – başka bir gezegen sisteminin etrafındaki materyali yakından görme – gerçekten inanılmaz bir şey” dedi. Amerika Katolik Üniversitesi. Tespit edilen ilk iki yıldızlararası nesne çok farklıydı: Biri çok kuyrukluyıldıza benziyordu, biri değildi. Cordiner ve ekibi, bu nesnelerin ne kadar benzersiz olduğunu ve yıldızlararası nesnelerin daha geniş popülasyonunu temsil edip etmediklerini bulmayı umuyor.

Tetikleme Süreci

Gökbilimciler, bir sonraki yıldızlararası interloper’ı bulma umuduyla amatör gözlemcilerden profesyonel gözlemevlerine kadar çeşitli bilgi kaynaklarını sürekli olarak izliyorlar. Bir sonraki bu tür nesne ilk kez tespit edildiğinde, bilim adamları bunun yıldızlararası bir nesne olup olmadığından hemen emin olmayacaklardır. Parlaklığına bağlı olarak, doğrulamak için günler, haftalar ve hatta aylar boyunca ek gözlemlere ihtiyaçları olacak.

“Hiperbolik” yörüngesine dayanarak cismin güneş sisteminin dışından geldiğine dair onay aldıklarında ve cismin bizim güneş sistemimizin veya Oort bulutunun dış alanlarından gelmediğinden emin olduklarında, yörüngeyi hesaplayabilirler. nesnenin gökyüzünde. Bu yörünge ile kesişirse Webb’in görüş alanıCordiner ve ekibi gözlemleri yapacak.

Bilim

Takım Webb’inkini kullanacak spektroskopik yıldızlararası nesnenin iki farklı yönünü incelemek için hem yakın-kızılötesi hem de orta-kızılötesi bantlardaki yetenekler. İlk olarak, kullanarak Yakın Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec), mevcut olabilecek buzlar Güneşimizin ısısıyla buharlaştığından, nesne tarafından salınan gazların kimyasal parmak izlerini analiz edecekler. İkincisi, ile Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI), nesnenin ürettiği herhangi bir tozu gözlemleyecekler – küçük, mikroskobik parçacıklar; daha büyük taneler; ve hatta yüzeyden kaldırılabilen ve nesneyi çevreleyen çakıl taşları.

Yüksek spektral çözünürlüğü ile NIRSpec, ayrı gazlardan gelen emisyonu seçip ekibin su, metanol, formaldehit, karbon dioksit, karbon monoksit ve metan gibi belirli molekülleri tespit etmesine olanak tanır. MIRI, orta-kızılötesinde, toz taneleri veya nesnenin çekirdeği gibi katı parçacıkların ürettiği ısı spektrumuna daha uygundur.

Güçlü Yeni Bilgiler

Kendi güneş sistemimizde kuyruklu yıldızlar, Güneşimizin etrafındaki gezegen oluşumu çağından kalma buzlu kalıntılardır, bu nedenle güneş sistemimizin en eski tarihinde mevcut olan kimyasal koşullar hakkında benzersiz bir fikir verebilirler. Bu Webb programı, diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerin oluşumunun kimyasına ilişkin benzer şekilde güçlü içgörüleri ilk kez ortaya çıkarma yeteneğine sahiptir.

Gökbilimciler, gezegenlerin oluşumunda yer alan kimyasal süreçleri tam olarak anlamıyorlar. Örneğin, basit kimyasal bileşenlerden bir gezegen nasıl oluşur? Bütün yıldızlarda aynı şekilde mi oluyor? Kendi gezegenlerimizin, galaksinin başka bir yerindeki diğer yıldızların etrafında nasıl oluştuklarıyla karşılaştırıldığında, Güneşimizin etrafında oluşma şekillerinde tuhaf bir şey var mıydı? Bilim adamları, yıldızlararası bir nesneyi gözlemleyerek ve neyden yapıldığını görerek diğer gezegen sistemlerinde bulunan kimyasal koşulların kanıtını elde edebilirlerse, o zaman diğer gezegen sistemlerinde mümkün olan gerçek kimya kapsamının çok daha net bir resmini elde edebilirler.

Webb ile Yeni Bir Pencere

Yıldızlararası nesneler, bu önemli yakın ve orta kızılötesi dalga boyu aralıklarında daha önce gözlemlenmedi, bu nedenle yeni keşifler için olasılıklar oldukça derin. Galaksinin etrafında dönen trilyonlarca ve trilyonlarca yıldızlararası nesne ile ekip ne bulacaklarını bilmiyorlar ama bunun büyüleyici olacağını biliyorlar.

Northern Arizona Üniversitesi’nde astronomi bölümünde yardımcı doçent olan takım arkadaşı Cristina Thomas, “Webb ile çok daha sönük büyüklüklerde veya parlaklıklarda gerçekten ilginç bilimler yapabiliriz” dedi. “Ayrıca, kızılötesinin bu bölgesinde yıldızlararası nesneleri hiçbir zaman gözlemleyemedik. İlgilendiğimiz farklı kompozisyon imzaları için birçok fırsat sunuyor. Bu bizim için büyük bir nimet olacak!”

James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb, ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı ile birlikte NASA tarafından yönetilen uluslararası bir programdır.