Uzak Gezegendeki Suyu Algılar

Webb’in Devasa Aynası ve Hassas Enstrümantasyon Bir Ötegezegen Atmosferinin Şimdiye Kadarki En Ayrıntılı Spektrumunu Yakalamak İçin Güçlerini Birleştiriyor

Dış gezegenciler için olağanüstü bir rüya gerçek oldu, NASA‘s James Webb Uzay Teleskobu atmosferini analiz etmek için eşi görülmemiş kapasitesini göstermiştir. ötegezegen 1.000 ışıkyılı uzaklıkta. 270 fit kare (25 metrekare) aynasının, hassas spektrograflarının ve hassas dedektörlerinin birleşik kuvvetleriyle Webb – tek bir gözlemde – suyun açık imzasını, pus belirtilerini ve bulutlara ilişkin kanıtları tespit etti. daha önceki gözlemlere dayanarak var olmadığı düşünüldü. Sıcak gaz devi WASP-96 b’nin Webb’in Yakın Kızılötesi Görüntüleyicisi ve Yarıksız Tayfografı (NIRISS) kullanılarak yapılan iletim spektrumu, Webb’in heyecan verici ötegezegen keşfi geleceğine sadece bir bakış sunuyor.

Webb’in Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrografından (NIRISS) alınan bir ışık eğrisi, gezegen yıldızdan geçerken zaman içinde WASP-96 yıldız sisteminden gelen ışığın parlaklığındaki değişimi gösterir. Yörüngedeki bir gezegen yıldız ile teleskop arasında hareket ederek yıldızdan gelen ışığın bir kısmını engellediğinde bir geçiş meydana gelir. Bu gözlem, bir görüş alanında yıldız WASP-96 gibi tek bir parlak nesnenin spektrumunu yakalamayı içeren NIRISS’in Tek Nesne Yarıksız Spektroskopisi (SOSS) modu kullanılarak yapıldı. Bu verileri yakalamak için Webb, WASP-96 yıldız sistemine 6 saat 23 dakika boyunca baktı, geçişten yaklaşık 2½ saat önce başladı ve geçiş tamamlandıktan yaklaşık 1½ saat sonra sona erdi. Transitin kendisi 2½ saatin biraz altında sürdü. Eğri, her 1,4 dakikada bir olmak üzere toplam 280 ayrı parlaklık ölçümü içerir. Kredi: NASA, ESA, CSA, STScI

Webb, Uzak Ötegezegenin Buharlı Atmosferini Enfes Ayrıntıda Ortaya Çıkardı

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, Güneş benzeri uzak bir yıldızın yörüngesinde dönen sıcak, kabarık gaz devi bir gezegeni çevreleyen atmosferdeki suyun belirgin imzasını yakaladı. Ayrıca bulutların ve pusların kanıtlarını buldu.

Gözlem, Webb’in yüzlerce ışıkyılı uzaklıktaki atmosferleri analiz etme konusundaki inanılmaz kabiliyetini gösteren, türünün en ayrıntılısı. Kesin ışık renklerinin parlaklığındaki küçük düşüşlere dayanan belirli gaz moleküllerinin varlığını ortaya çıkarır.

Hubble Uzay Teleskobu, son yirmi yılda çok sayıda ötegezegen atmosferini analiz etti ve 2013’te ilk net su tespitini yakaladı. Bununla birlikte, Webb’in ani ve daha ayrıntılı gözlemi, Dünya’nın ötesinde potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri karakterize etme arayışında ileriye doğru muazzam bir sıçramaya işaret ediyor.

WASP-96 b, dünyadaki 5.000’den fazla onaylanmış ötegezegenden biridir. Samanyolu. Güney gökyüzü takımyıldızı Phoenix’te kabaca 1.150 ışıkyılı uzaklıkta yer alan bu yıldız, güneş sistemimizde doğrudan bir benzeri olmayan bir tür gaz devini temsil ediyor. kütlesinin yarısından az olduğu Jüpiter ve 1.2 kat daha büyük bir çapa sahip olan WASP-96 b, Güneşimizin etrafında dönen herhangi bir gezegenden çok daha kabarıktır. Ve 1000°F’den daha yüksek bir sıcaklıkta, önemli ölçüde daha sıcaktır. WASP-96 b, Güneş benzeri yıldızına son derece yakın bir yörüngede, Merkür ile Güneş arasındaki mesafenin sadece dokuzda biri kadardır ve her 3½ Dünya gününde bir tur tamamlar.

Büyük boyut, kısa yörünge süresi, kabarık atmosfer ve gökyüzünde yakındaki nesnelerden gelen kirletici ışığın olmaması, WASP-96 b’yi atmosferik gözlemler için ideal bir hedef haline getirir.

21 Haziran’da Webb’in Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrografı (NIRISS), gezegen yıldız boyunca hareket ederken WASP-96 sisteminden gelen ışığı 6.4 saat boyunca ölçtü. Sonuç, geçiş sırasında yıldız ışığının genel olarak kararmasını gösteren bir ışık eğrisi ve kızılötesi ışığın bireysel dalga boylarının 0,6 ile 2,8 mikron arasındaki parlaklık değişimini ortaya çıkaran bir iletim spektrumudur.

Işık eğrisi, gezegenin diğer gözlemlerden önceden belirlenmiş olan özelliklerini –gezegenin varlığı, boyutu ve yörüngesi – doğrularken, iletim spektrumu atmosferin önceden gizlenmiş ayrıntılarını ortaya çıkarır: suyun açık imzası, pus belirtileri, ve önceki gözlemlere dayanarak var olmadığı düşünülen bulutların kanıtları.

Bir iletim tayfı, yıldız boyunca hareket ederken bir gezegenin atmosferinden filtrelenen yıldız ışığı ile gezegen yıldızın yanındayken tespit edilen filtrelenmemiş yıldız ışığının karşılaştırılmasıyla yapılır. Araştırmacılar, bir gezegenin atmosferindeki önemli gazların bolluğunu, absorpsiyon modeline (grafikteki tepe noktalarının konumları ve yükseklikleri) dayalı olarak saptayabilir ve ölçebilir. Aynı şekilde insanların farklı parmak izlerine sahip olması ve DNA diziler, atomlar ve moleküller, absorbe ettikleri karakteristik dalga boyu modellerine sahiptir.

NIRISS tarafından yakalanan WASP-96 b’nin spektrumu, bugüne kadar yakalanan bir ötegezegen atmosferinin yalnızca en ayrıntılı yakın-kızılötesi iletim spektrumu olmakla kalmaz, aynı zamanda, görünür kırmızı ışık ve spektrumun bir kısmı da dahil olmak üzere oldukça geniş bir dalga boyu aralığını kapsar. daha önce diğer teleskoplardan erişilemeyen (1,6 mikrondan daha uzun dalga boyları). Spektrumun bu kısmı, WASP-96b spektrumunda hemen belirgin olmayan ancak Webb tarafından gözlemlenmesi planlanan diğer ötegezegenlerde tespit edilmesi gereken oksijen, metan ve karbon dioksit gibi diğer anahtar moleküllerin yanı sıra suya karşı özellikle hassastır. .

Araştırmacılar, atmosferdeki su buharı miktarını ölçmek, karbon ve oksijen gibi çeşitli elementlerin bolluğunu sınırlamak ve atmosferin sıcaklığını derinlikle tahmin etmek için spektrumu kullanabilecekler. Daha sonra bu bilgiyi gezegenin genel yapısı ve nasıl, ne zaman ve nerede oluştuğu hakkında çıkarımlarda bulunmak için kullanabilirler. Grafikteki mavi çizgi, verileri, WASP-96 b’nin ve yıldızının bilinen özelliklerini (örn. boyut, kütle, sıcaklık) ve atmosferin varsayılan özelliklerini hesaba katan en uygun modeldir.

Webb’in son teknoloji ürünü tasarımı sayesinde bu ölçümlerin olağanüstü detayı ve netliği mümkündür. 270 metrekarelik altın kaplamalı aynası, kızılötesi ışığı verimli bir şekilde toplar. Hassas spektrografları, ışığı binlerce kızılötesi renkten oluşan gökkuşağına yayar. Ve hassas kızılötesi dedektörleri, parlaklıktaki son derece ince farklılıkları ölçer. NIRISS, bir mikronun yalnızca binde biri kadar olan renk farklılıklarını (yeşil ve sarı arasındaki fark, bir mikronun yaklaşık 50 binde biri kadardır) ve bu renkler arasındaki parlaklık farklarını milyonda birkaç yüz parça kadar algılayabilir.

Buna ek olarak, Webb’in aşırı kararlılığı ve Dünya atmosferinin kirletici etkilerinden yaklaşık bir milyon mil uzaklıktaki Lagrange Noktası 2 çevresindeki yörünge konumu, kesintisiz bir görüş ve nispeten hızlı bir şekilde analiz edilebilen temiz veriler sağlar.

Gözlem sırasında yakalanan 280 ayrı spektrumun aynı anda analiz edilmesiyle elde edilen olağanüstü ayrıntılı spektrum, Webb’in ötegezegen araştırmaları için neler hazırladığına dair sadece bir ipucu sağlar. Önümüzdeki yıl boyunca, araştırmacılar kullanacak spektroskopi küçük kayalık gezegenlerden gaz ve buz zengini devlere kadar birkaç düzine ötegezegenin yüzeylerini ve atmosferlerini analiz etmek. Webb’in yaklaşık dörtte biri döngü 1 gözlem süresi, ötegezegenleri ve onları oluşturan malzemeleri incelemek için ayrılmıştır.

Bu NIRISS gözlemi, Webb’in aşağıdakileri karakterize etme gücüne sahip olduğunu göstermektedir. ötegezegenlerin atmosferleri – potansiyel olarak yaşanabilir gezegenler de dahil olmak üzere – mükemmel ayrıntılarla.

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.

NASA Genel Merkezi, ajansın Bilim Misyonu Müdürlüğü görevini denetler. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi, ajans için Webb’i yönetiyor ve Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Northrop Grumman ve diğer görev ortakları tarafından gerçekleştirilen görevdeki çalışmaları yönetiyor. Goddard’a ek olarak, ajansın Houston’daki Johnson Uzay Merkezi, Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı, Huntsville, Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Kaliforniya’nın Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi ve diğerleri dahil olmak üzere birçok NASA merkezi projeye katkıda bulundu.

NIRISS, Kanada Uzay Ajansı tarafından sağlanmıştır. Cihaz Honeywell tarafından Université de Montréal ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi ile işbirliği içinde tasarlanmış ve üretilmiştir.