Bu sanatçının konsepti, muhtemelen buharlı, puslu bir atmosfere sahip bir “mini-Neptün” olan GJ 1214 b gezegenini tasvir ediyor. NASA’nın Webb teleskobu tarafından yapılan gözlemlere dayanan yeni bir çalışma, galakside en yaygın olan bu tür gezegen hakkında fikir veriyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech/R. Zarar (IPAC)
NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu buharlı, oldukça yansıtıcı bir mini-Neptün ötegezegen, GJ 1214 b, atmosferiyle ilgili ayrıntıları ortaya çıkarmak için Orta Kızılötesi Aracını (MIRI) kullanıyor. Sulu atmosfer, gezegenin içe doğru dönmeden önce yıldızından daha uzakta oluştuğunu gösteriyor, ancak mini Neptün oluşumunu anlamak için daha fazla gözlem gerekiyor.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, buharlı bir atmosfere sahip oldukça yansıtıcı bir dünyanın ne olduğunu ortaya çıkarmak için güneş sistemimizin dışında – ve içindeki hiçbir şeye benzemeyen – uzak bir gezegeni gözlemledi. Bu, önceki gözlemlere göre büyük ölçüde aşılmaz olan bir “mini-Neptün” olan gizemli dünyaya şimdiye kadarki en yakın bakış.
Ve GJ 1214 b olarak adlandırılan gezegen, sıvı-su okyanuslarını barındıramayacak kadar sıcak olsa da, buharlaşmış haldeki su hâlâ atmosferinin önemli bir parçası olabilir.
Maryland Üniversitesi’nde araştırmacı ve yeni bir makalenin baş yazarı Eliza Kempton, “Gezegen tamamen bir tür pus veya bulut tabakasıyla kaplanmış durumda” dedi. Doğa, gezegende. “Bu gözleme kadar atmosfer bizden tamamen gizli kaldı.” Eğer gerçekten su açısından zenginse, gezegenin oluşumu sırasında bol miktarda sulu ve buzlu malzeme içeren bir “su dünyası” olabileceğini belirtti.
Araştırma ekibi, böylesine kalın bir engeli aşmak için yeni bir yaklaşıma bir şans verdi: Standart gözlemi yapmaya ek olarak – gezegenin atmosferinden süzülen ev sahibi yıldızın ışığını yakalayarak – GJ 1214 b’yi etrafındaki yörüngesinin neredeyse tamamı boyunca izlediler. Yıldız.
Gözlem, elektromanyetik spektrumun insan gözünün görebildiği kısmı dışındaki ışığın dalga boylarını görüntüleyen Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanının (MIRI) gücünü gösteriyor. Araştırma ekibi, MIRI’yi kullanarak gezegenin yıldızın etrafında dönerken bir tür “ısı haritası” oluşturmayı başardı. Isı haritası – gezegenin yörüngesi onu yıldızın arkasına taşımadan hemen önce ve diğer tarafta ortaya çıkarken – hem gündüz hem de gece tarafını ortaya çıkararak atmosferin bileşiminin ayrıntılarını açığa çıkardı.
Bu, dış gezegen GJ 1214 b’nin o sırada mevcut olan bilgilere göre nasıl görünebileceğini gösteren daha eski bir çizimdir. Dünya’dan yaklaşık 48 ışıkyılı uzaklıkta, Neptün’ün altındaki sıcak bir ötegezegen olan GJ 1214 b, galakside en çok çalışılan ötegezegenlerden biridir. Önceki spektroskopik gözlemler, gezegenin Webb’den önce kalın atmosferini oluşturan gazların bileşimini belirlemeyi imkansız kılan aerosollerle (bulutlar veya pus) örtüldüğünü gösteriyor. Kredi: NASA, ESA, CSA ve D. Player (STScI)
Kempton, “Tam bir yörünge elde etme yeteneği, gezegenin ısıyı gündüz tarafından gece tarafına nasıl dağıttığını anlamak için gerçekten kritikti” dedi. “Gece ve gündüz arasında çok fazla kontrast var. Gece tarafı gündüz tarafına göre daha soğuk.” Aslında, sıcaklıklar 535 dereceden 326 dereceye kaydı fahrenhayt (279 ila 165 derece Santigrat).
Böylesine büyük bir değişim, yalnızca MIRI tarafından gözlemlendiğinde benzer görünen su veya metan gibi daha ağır moleküllerden oluşan bir atmosferde mümkündür. Bu, GJ 1214 b’nin atmosferinin esas olarak daha hafif hidrojen moleküllerinden oluşmadığı anlamına geliyor, dedi Kempton, bu da gezegenin tarihi ve oluşumu – ve belki de sulu başlangıcı hakkında potansiyel olarak önemli bir ipucu.
“Bu ilkel bir atmosfer değil,” dedi. “Etrafında oluşturduğu ev sahibi yıldızın bileşimini yansıtmıyor. Bunun yerine, ya hidrojen açısından zengin bir atmosferle başladıysa çok fazla hidrojen kaybetti ya da başlangıçta daha ağır elementlerden oluştu – daha buzlu, su açısından zengin bir malzeme.
Beklenenden Daha Soğuk
Kempton, gezegenin insan standartlarına göre sıcak olmasına rağmen, beklenenden çok daha soğuk olduğunu kaydetti. Bunun nedeni, araştırmacıları şaşırtan olağandışı parlak atmosferinin, ana yıldızından gelen ışığın büyük bir kısmını emip ısınmak yerine yansıtmasıdır.
Yeni gözlemler, belirsizlikle örtülü bir gezegen türü hakkında daha derin bilgilere kapı açabilir. Mini Neptünler – ya da gazetede adlandırıldıkları şekliyle alt Neptünler – galaksideki en yaygın gezegen türüdür, ancak güneş sistemimizde oluşmadıkları için bizim için gizemlidirler. Şimdiye kadar yapılan ölçümler, bunların büyük ölçüde, örneğin kendi Neptün’ümüzün küçültülmüş bir versiyonuna benzediğini gösteriyor. Bunun ötesinde çok az şey biliniyor.
James Webb Uzay Teleskobu, evreni keşfetmek, uzaktaki gök cisimlerini araştırmak ve güneş sistemimizin gizemlerini ortaya çıkarmak için tasarlanmış son teknoloji bir uzay gözlemevidir. Kredi bilgileri: Northrup Grumman
NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı’nda ortak yazar ve ötegezegen araştırmacısı arkadaşı Tiffany Kataria ile birlikte çalışan bir ötegezegen araştırmacısı olan Rob Zellem, “Son neredeyse on yıldır, bu gezegen hakkında gerçekten bildiğimiz tek şey atmosferin bulutlu veya puslu olduğuydu” dedi. Güney Kaliforniya’da. “Bu makale, bu gezegenin atmosferinde meydana gelen ayrıntılı fiziğe bakmak için ek ayrıntılı iklim yorumları için gerçekten harika çıkarımlara sahip.”
Yeni çalışma, gezegenin yıldızından daha uzakta, kırmızı cüce olarak bilinen bir tür oluşturmuş olabileceğini ve ardından şimdiki yakın yörüngesine doğru kademeli olarak içe doğru dönmüş olabileceğini öne sürüyor. Gezegenin yılı – yıldızın etrafında bir tur – sadece 1,6 Dünya günü sürer.
Kempton, “Su açısından çok zengin bir gezegen bulursanız, bunun en basit açıklaması, ev sahibi yıldızdan daha uzakta oluşmuş olmasıdır” dedi.
Mini-Neptün sınıfındaki diğer gezegenlerin oluşum tarihçelerinin yanı sıra GJ 1214b hakkında daha fazla ayrıntı bulmak için daha fazla gözlem yapılması gerekecek. Bu gezegen için sulu bir atmosfer muhtemel görünse de, önemli bir metan bileşeni de mümkündür. Ve mini-Neptünlerin nasıl oluştuğu hakkında daha geniş sonuçlara varmak, daha fazlasının derinlemesine gözlemlenmesini gerektirecektir.
Kempton, “Bunun gibi bütün bir nesne popülasyonunu gözlemleyerek tutarlı bir hikaye oluşturabileceğimizi umuyoruz” dedi.
Referans: “JWST faz eğrisinden GJ 1214b için yansıtıcı, metal açısından zengin bir atmosfer”, Eliza M.-R. Kempton, Michael Zhang, Jacob L. Bean, Maria E. Steinrueck, Anjali AA Piette, Vivien Parmentier, Isaac Malsky, Michael T. Roman, Emily Rauscher, Peter Gao, Taylor J. Bell, Qiao Xue, Jake Taylor, Arjun B. Savel, Kenneth E. Arnold, Matthew C. Nixon, Kevin B. Stevenson, Megan Mansfield, Sarah Kendrew, Sebastian Zieba, Elsa Ducrot, Achrène Dyrek, Pierre-Olivier Lagage, Keivan G. Stassun, Gregory W. Henry, Travis Barman, Roxana Lupu, Matej Malik, Tiffany Kataria, Jegug Ih, Guangwei Fu, Luis Welbanks ve Peter McGill, 10 Mayıs 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06159-5
Misyon Hakkında Daha Fazla Bilgi
James Webb Uzay Teleskobu, dünyadaki en önde gelen uzay bilimi gözlemevi olarak duruyor. Güneş sistemimizdeki muammaları çözmek, diğer yıldızların yörüngesindeki uzak dünyaları keşfetmek ve evrenimizin şaşırtıcı yapılarını ve kökenlerini araştırmakla görevlendirilen Webb, evrendeki yerimizi anlamada çok önemli bir araç olarak hizmet ediyor. Bu uluslararası çaba, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Kanada Uzay Ajansı (CSA) ile ortaklaşa NASA tarafından yönetilmektedir.
MIRI’nin gelişimi, NASA ve ESA’nın ortak çabasıyla mümkün oldu. MIRI projesinin ABD tarafı, NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı tarafından yönetilirken, çeşitli Avrupa astronomi enstitüleri grubu ESA’nın katılımını destekledi. Arizona Üniversitesi’nden George Rieke, MIRI bilim ekibine başkanlık ediyor ve Gillian Wright, Avrupalı baş araştırmacı olarak görev yapıyor. Birleşik Krallık ATC’den Alistair Glasse, MIRI enstrüman bilimcisi olarak görev yaparken, Michael Ressler ABD’deki proje bilimcisidir. JPL. Yine Birleşik Krallık ATC’den Laszlo Tamas, Avrupa Konsorsiyumunu denetliyor. MIRI kriyosoğutucu geliştirmesi, Redondo Beach, California’daki Northrop Grumman ve NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi ile işbirliği içinde JPL tarafından yönetildi ve öncülük edildi. Caltech, NASA adına JPL’yi yönetmekten sorumludur.