Bu sanatçının izlenimi, yüzüklerin Chariklo’nun yüzeyine yakından nasıl görünebileceğini gösteriyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL
Yüksek hassasiyetli gözlemsel bir başarıda, bilim adamları yeni bir teknik kullandılar. NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu Chariklo’nun ince halkaları tarafından dökülen yıldız ışığının gölgelerini yakalamak için. Çariklo yörüngesinin 2 milyar mil ötesinde bulunan buzlu, küçük bir cisimdir, ancak bilinen Centaur popülasyonunun en büyüğüdür. Satürn. Chariklo, Dünya çapından yalnızca 160 mil (250 kilometre) veya ~51 kat daha küçüktür ve halkaları, vücudun merkezinden yaklaşık 250 mil (400 kilometre) uzaklıkta yörüngededir.
Chariklo’yu gözlemleyen bilim ekibinin üyelerinden bize bu benzersiz sistem, örtme tekniği ve Webb gözlemlerinden öğrendikleri hakkında daha fazla bilgi vermelerini istedik.
2013 yılında, Felipe Braga-Ribas ve işbirlikçileri yer tabanlı teleskoplar kullanarak, Chariklo’nun iki ince halkadan oluşan bir sisteme ev sahipliği yaptığını keşfettiler. Bu tür halkaların yalnızca Jüpiter ve Neptün gibi büyük gezegenlerin çevresinde olması bekleniyordu. Astronomlar tahmin ettikleri gibi Chariklo’nun önünden geçip yıldız ışığını bloke ettiği sırada bir yıldızı izliyorlardı. Gökbilimciler bu fenomene örtülme diyorlar. Şaşırtıcı bir şekilde, yıldız Chariklo’nun arkasında kaybolmadan önce iki kez yanıp söndü ve yıldız yeniden ortaya çıktıktan sonra tekrar çift göz kırptı. Yanıp sönmeye iki ince halka neden oldu – küçük bir güneş sistemi nesnesinin etrafında tespit edilen ilk halkalar.
İspanya, Granada’daki Instituto de Astrofísica de Andalucía’dan Pablo Santos-Sanz’ın onaylanmış bir “Fırsat Hedefi” programı var (programı 1271) Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği’nden Heidi Hammel liderliğindeki Webb’in güneş sistemi Garantili Zaman Gözlemlerinin (GTO) bir parçası olarak bir örtülme gözlemi girişiminde bulunmak. Olağanüstü bir şans eseri, Chariklo’nun Ekim 2022’de böyle bir örtülme olayı için doğru yolda olduğunu keşfettik. Bu, Webb ile denenen ilk yıldız örtülmesiydi. Bu olağandışı olayla ilgili tahminleri belirlemek ve geliştirmek için çok çaba harcandı.
Bu video, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından Chariklo’nun önünden geçerken bir yıldızın (videonun merkezinde sabitlenmiş) aldığı gözlemleri gösteriyor. Video, 18 Ekim’de Webb’in Yakın Kızılötesi Kamera Aleti’nin 1,5 mikron dalga boyundaki (F150W) görüntüsüyle ~1 saat boyunca elde edilen 63 ayrı gözlemden oluşuyor. Yıldızın parlaklığının dikkatli bir analizi, Chariklo sisteminin halkalarının net bir şekilde tespit edildiğini ortaya koyuyor . Kredi: NASA, ESA, CSA, Nicolás Morales (IAA/CSIC)
18 Ekim’de, Gaia DR3 6873519665992128512 yıldızını yakından izlemek için Webb’in Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) cihazını kullandık ve bir örtülmenin gerçekleştiğini gösteren parlaklık düşüşlerini izledik. Chariklo’nun halkaları tarafından üretilen gölgeler, güneş sistemi nesnelerini keşfetmek için Webb’i kullanmanın yeni bir yolunu göstererek net bir şekilde tespit edildi. Chariklo’nun kendisinden kaynaklanan yıldız gölgesi, Webb’in görüşünün hemen dışında izlendi. Bu darbe (tıkanma olmadan yakın geçişin teknik adı), son Webb rotası yörünge manevrasından sonra tam olarak tahmin edildiği gibiydi.
Bir nesnenin zaman içindeki parlaklığının bir grafiği olan Webb örtülme ışık eğrisi, gözlemlerin başarılı olduğunu ortaya koydu! Yüzükler tam olarak tahmin edildiği gibi yakalandı. Örtülme ışık eğrileri, Chariklo’nun halkaları için ilginç yeni bir bilim ortaya çıkaracak. Santos-Sanz şöyle açıkladı: “Verileri daha derinlemesine incelerken, iki halkayı temiz bir şekilde çözüp çözemeyeceğimizi keşfedeceğiz. Halkaların örtme ışık eğrilerinin şekillerinden ayrıca halkaların kalınlığını, halka parçacıklarının boyutlarını ve renklerini ve daha fazlasını keşfedeceğiz. Bu küçük cismin neden halkaları olduğuna dair fikir edinmeyi ve belki de daha sönük yeni halkalar tespit etmeyi umuyoruz.”
1,5 mikron dalga boyunda (F150W) Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) Cihazından alınan bir örtücü ışık eğrisi, 18 Ekim’de Chariklo’nun halkaları yıldızın önünden geçerken yıldızın (Gaia DR3 6873519665992128512) parlaklığında yaşanan düşüşleri gösteriyor. Örtülme olayının illüstrasyonunda, yıldız, Webb’in bakış açısından Chariklo’nun arkasından geçmedi, ancak halkalarının arkasından geçti. Her eğim aslında Chariklo’nun etrafındaki ~4 mil (6-7 kilometre) ve ~2 mil (2-4 kilometre) genişliğindeki ve 5,5 mil (9 kilometre) bir boşlukla ayrılan iki halkanın gölgelerine karşılık gelir. İki ayrı halka, bu ışık eğrisindeki her düşüşte tam olarak çözülmemiştir. Görsel kaynak: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). Bilim: Pablo Santos-Sanz (IAA/CSIC), Nicolás Morales (IAA/CSIC), Bruno Morgado (UFRJ, ON/MCTI, LIneA)
Halkalar muhtemelen, geçmişte Chariklo ile çarpışan buzlu bir cismin kalıntıları olan koyu renkli malzemeyle karıştırılmış küçük su buzu parçacıklarından oluşuyor. Chariklo, Webb’in bile ana gövdeden ayrılmış halkaları doğrudan görüntülemesi için çok küçük ve çok uzak, bu nedenle, halkaları kendi başlarına karakterize etmek için tek araç tıkanmalar.
Örtülmeden kısa bir süre sonra Webb, bu kez Chariklo ve halkalarından yansıyan güneş ışığına ilişkin gözlemleri toplamak için Chariklo’yu tekrar hedef aldı. (GTO Programı 1272). Sistemin spektrumu, Chariklo sisteminde meyveli dondurmanın üç absorpsiyon bandını gösterir. Webb’in Chariklo’nun spektroskopik gözlemlerine öncülük eden Noemí Pinilla-Alonso şöyle açıklıyor: “Yer tabanlı teleskoplardan gelen tayflar bu buza işaret etmişti (Duffard ve ark. 2014), ancak Webb spektrumunun mükemmel kalitesi, ilk kez kristal buzun net imzasını ortaya çıkardı. Bu ikinci GTO programının baş araştırmacısı Dean Hines şunları ekledi: “Yüksek enerjili parçacıklar buzu kristalden amorf hallere dönüştürdüğü için, kristal buzun saptanması, Chariklo sisteminin bozulmamış malzemeyi açığa çıkaran veya kristalleşmeyi tetikleyen sürekli mikro çarpışmalar yaşadığını gösteriyor. süreçler.”
Webb, örtülmeden kısa bir süre sonra, 31 Ekim’de Chariklo sisteminin Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) ile bir spektrum yakaladı. Bu spektrum, yalnızca geçmiş yer tabanlı gözlemlerle ima edilen kristalli su buzu için net kanıtlar gösteriyor. Görsel kaynak: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). Bilim: Noemí Pinilla-Alonso (FSI/UCF), Ian Wong (STScI), Javier Licandro (IAC)
Spektrumdaki yansıyan ışığın çoğu Chariklo’nun kendisinden geliyor: Modeller, bu gözlemler sırasında Webb’den görüldüğü şekliyle gözlemlenen halka alanının muhtemelen vücut alanının beşte biri olduğunu öne sürüyor. Ayrıntılı modellerle birlikte Webb’in yüksek hassasiyeti, Chariklo’nunkinden farklı olarak yüzük malzemesinin imzasını ortaya çıkarmamıza izin verebilir. Pinilla-Alonso, “Halkaların görüş açısı değiştikçe Chariklo’yu Webb ile birkaç yıl boyunca gözlemleyerek, katkıyı halkaların kendisinden ayırabiliriz” yorumunu yaptı.
Başarılı Webb örtülme ışık eğrimiz ve Chariklo’nun spektroskopik gözlemleri, önümüzdeki yıllarda uzak güneş sistemindeki küçük nesneleri karakterize etmenin yeni bir yolunun kapısını aralıyor. Webb’in yüksek hassasiyeti ve kızılötesi yeteneği ile bilim insanları, örtülmelerin sunduğu benzersiz bilim getirisini kullanabilir ve bu ölçümleri neredeyse çağdaş spektrumlarla geliştirebilir. Bu tür araçlar, güneş sistemimizde uzaktaki küçük cisimleri inceleyen bilim adamları için muazzam varlıklar olacaktır.
Yazarlar hakkında:
- Heidi B. Hammel, burada vurgulanan Program 1271 de dahil olmak üzere Webb’in güneş sisteminin 1. Döngü Garantili Zaman Gözlemlerine (GTO) öncülük eden bir Webb disiplinler arası bilim insanıdır. Washington, DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği’nde (AURA) bilimden sorumlu başkan yardımcısıdır.
- Dean Hines, Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde (STScI) bir gözlemevi bilimcisi ve Webb’in Orta Kızılötesi Enstrüman Ekibinin bir parçası. Webb’in Garantili Zamanlı Gözlem Programı 1272’nin baş araştırmacısıdır.Kuiper Kemeri JWST ile bilim.”
- Noemí Pinilla-Alonso, Central Florida Üniversitesi’ndeki Florida Uzay Enstitüsü’nde gezegen biliminde yardımcı bilim insanı ve Arecibo Gözlemevi’nin baş bilim adamı yardımcısı. Webb’in Near-infrared Spectrograph ile elde edilen Chariklo sisteminin spektrumunun bilimsel analizine liderlik ediyor.
- Pablo Santos-Sanz, Instituto de Astrofísica de Andalucía’da (CSIC) bir gezegen bilimcisi ve Granada, İspanya’daki Sierra Nevada Gözlemevi’nin direktörüdür. Webb’in Garantili Zamanlı Gözlemler Programı 1271 “ToO’nun baş araştırmacısıdır. TNO’lar: Yıldız örtülmeleriyle Kuiper kuşağını açığa çıkarmak.”