Bliźniak Jowisza? Teleskop Webba ukazuje mroźny obiekt oddalony zaledwie o 12 lat świetlnych stąd

Epsilon Indi Ab jest zimniejsza niż jakakolwiek inna sfotografowana planeta poza naszym Układem Słonecznym.

Gdyby obcy astronomowie w pobliskim układzie gwiazd mieli podobny teleskop NASA’S Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbai skierowali ją następnie w stronę naszego Układu Słonecznego Jowisz może wyglądać bardzo podobnie do tego nowego obrazu Webba egzoplaneta Epsilon Indi Ab. Jest to jedna z najzimniejszych egzoplanet, jakie można bezpośrednio wykryć, a jej szacowana temperatura wynosi 35 stopni Fahrenheita (2 stopnie Celsjusz). Epsilon Indi Ab jest tylko o około 180 stopni Fahrenheita (100 stopni Celsjusza) cieplejszy od gazowych gigantów w naszym Układzie Słonecznym. Przy tak wielu znanych egzoplanetach, które w niczym nie przypominają planet naszego Układu Słonecznego, Epsilon Indi Ab zapewnia astronomom rzadką okazję do zbadania składu atmosfery prawdziwych analogów Układu Słonecznego.

Zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Webba Zimna egzoplaneta oddalona o 12 lat świetlnych

Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba bezpośrednio sfotografował egzoplanetę znajdującą się około 12 lat świetlnych od Ziemi. Planeta Epsilon Indi Ab to jedna z najzimniejszych egzoplanet zaobserwowanych do tej pory.

Planeta ma masę kilka razy większą od Jowisza i krąży wokół gwiazdy typu K Epsilon Indi A (Eps Ind A), która jest w wieku mniej więcej naszego Słońca, ale jest nieco chłodniejsza. Zespół obserwował Epsilon Indi Ab za pomocą koronografu na urządzeniu Webba MIRI (Przyrząd średniej podczerwieni). Tylko kilkadziesiąt egzoplanet zostało wcześniej bezpośrednio sfotografowanych przez obserwatoria kosmiczne i naziemne.

„Nasze wcześniejsze obserwacje tego układu opierały się na bardziej pośrednich pomiarach gwiazdy, co pozwoliło nam z wyprzedzeniem zobaczyć, że w tym układzie prawdopodobnie znajduje się gigantyczna planeta, która przyciąga gwiazdę” – powiedziała członkini zespołu Caroline Morley z Uniwersytetu im. Teksas w Austin. „Dlatego nasz zespół wybrał ten system do pierwszych obserwacji z Webbem”.

„To odkrycie jest ekscytujące, ponieważ planeta jest dość podobna do Jowisza — jest nieco cieplejsza i bardziej masywna, ale jest bardziej podobna do Jowisza niż jakakolwiek inna planeta, którą dotychczas sfotografowano” – dodała główna autorka Elisabeth Matthews z Max Instytut Astronomii Plancka w Niemczech.

Analog Układu Słonecznego

Sfotografowane wcześniej egzoplanety to zazwyczaj najmłodsze i najgorętsze egzoplanety, które nadal emitują większość energii z chwili, gdy powstały. W miarę jak planety ochładzają się i kurczą w ciągu swojego życia, stają się znacznie słabsze i przez to trudniejsze do sfotografowania.

„Zimne planety są bardzo słabe, a większość ich emisji przypada na średnią podczerwień” – wyjaśnił Matthews. „Webb idealnie nadaje się do prowadzenia obrazowania w średniej podczerwieni, co jest niezwykle trudne do wykonania z ziemi. Potrzebowaliśmy także dobrej rozdzielczości przestrzennej, aby oddzielić planetę od gwiazdy na naszych zdjęciach, a duże lustro Webba jest w tym niezwykle pomocne”.

Epsilon Indi Ab to jedna z najzimniejszych egzoplanet, jakie można bezpośrednio wykryć, z szacowaną temperaturą 35 stopni Fahrenheita (2 stopnie Celsjusza) – zimniejszą niż jakakolwiek inna sfotografowana planeta poza naszym Układem Słonecznym i zimniejszą niż wszystkie swobodnie unoszące się brązowe karły z wyjątkiem jednego . Planeta jest tylko o około 100 stopni Celsjusza cieplejsza od gazowych gigantów w naszym Układzie Słonecznym. Daje to astronomom rzadką okazję do zbadania składu atmosfery prawdziwych analogów Układu Słonecznego.

„Astronomowie wyobrażali sobie planety w tym układzie od dziesięcioleci; fikcyjne planety krążące wokół Epsilon Indi były miejscami odcinków, powieści i gier wideo Star Trek, takich jak Halo” – dodał Morley. „To ekscytujące zobaczyć na własne oczy planetę i zacząć mierzyć jej właściwości”.

Niezupełnie tak, jak przewidywano

Epsilon Indi Ab to dwunasta znana dotychczas egzoplaneta znajdująca się najbliżej Ziemi i najbliższa planeta bardziej masywna niż Jowisz. Zespół naukowy zdecydował się zbadać Eps Ind A, ponieważ system wykazał wskazówki dotyczące możliwego ciała planetarnego przy użyciu techniki zwanej prędkością radialną, która mierzy wahania gwiazdy macierzystej w przód i w tył wzdłuż naszej linii wzroku.

„Chociaż spodziewaliśmy się sfotografować planetę w tym układzie, ponieważ istniały oznaki jej obecności wskazujące na prędkość radialną, znaleziona przez nas planeta nie jest taka, jak przewidywaliśmy” – powiedział Matthews. „Jest około dwa razy masywniejsza, nieco dalej od swojej gwiazdy i ma inną orbitę, niż się spodziewaliśmy. Przyczyna tej rozbieżności pozostaje kwestią otwartą. Atmosfera planety również wydaje się nieco różnić od przewidywań modelu. Jak dotąd mamy tylko kilka pomiarów fotometrycznych atmosfery, co oznacza, że ​​trudno wyciągnąć wnioski, ale planeta jest słabsza, niż oczekiwano, przy krótszych falach”.

Zespół uważa, że ​​może to oznaczać, że w atmosferze planety występuje znaczna ilość metanu, tlenku węgla i dwutlenku węgla, które pochłaniają krótsze fale światła. Może to również sugerować bardzo pochmurną atmosferę.

Bezpośrednie obrazowanie egzoplanet jest szczególnie cenne dla charakteryzacji. Naukowcy mogą bezpośrednio zbierać światło z obserwowanej planety i porównywać jego jasność przy różnych długościach fal. Jak dotąd zespół naukowy wykrył Epsilon Indi Ab jedynie na kilku długościach fal, ale mają nadzieję, że w przyszłości ponownie odwiedzą planetę wraz z Webbem, aby przeprowadzić obserwacje fotometryczne i spektroskopowe. Mają także nadzieję wykryć za pomocą Webba inne podobne planety, aby znaleźć możliwe trendy dotyczące ich atmosfer i sposobu formowania się tych obiektów.

Nadchodząca Nancy Grace z NASA Rzymski Teleskop Kosmiczny wykorzysta koronograf do zademonstrowania technologii bezpośredniego obrazowania poprzez fotografowanie światów podobnych do Jowisza krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca – coś, czego nigdy wcześniej nie robiono. Wyniki te utorują drogę przyszłym misjom badającym światy jeszcze bardziej podobne do Ziemi.

Wyniki te uzyskano za pomocą programu Webba Cycle 1 General Observer 2243 i opublikowano w czasopiśmie Natura.

Więcej informacji na temat tego odkrycia można znaleźć w artykule Przełom w superjowiszu: najstarsza i najzimniejsza egzoplaneta, jaką kiedykolwiek sfotografowano.

Odniesienie: „Umiarkowany super-Jupiter sfotografowany za pomocą JWST w średniej podczerwieni”: EC Matthews, AL Carter, P. Pathak, CV Morley, MW Phillips, S. Krishanth P. M, F. Feng, MJ Bonse, LA Boogaard , JA Burt, IJM Crossfield, ES Douglas, Th. Henning, J. Hom, C.-L. Ko, M. Kasper, A.-M. Lagrange, D. Petit dit de la Roche i F. Philipot, 24 lipca 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07837-8

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), wystrzelony 25 grudnia 2021 r., stanowi monumentalny krok naprzód w możliwościach astronomicznych. Jako następca Kosmiczny teleskop HubbleJWST jest przeznaczony do obserwacji Wszechświata przede wszystkim w widmie podczerwonym, co pozwala mu zajrzeć przez kosmiczny pył i przyjrzeć się najwcześniejszym momentom Wszechświata. Jego duże, segmentowe zwierciadło główne o rozpiętości 6,5 metra oraz zaawansowany zestaw instrumentów naukowych umożliwiają teleskopowi rejestrowanie niezwykle szczegółowych obrazów odległych galaktyk, mgławic gwiazdotwórczych i egzoplanet, zapewniając niespotykany dotąd wgląd w pochodzenie gwiazd, układów planetarnych i sam wszechświat. JWST to wspólne przedsięwzięcie, w którym biorą udział NASA, The Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA) i oczekuje się, że zasadniczo zmieni nasze rozumienie kosmosu.