Teleskop Webba pokazał chemię atmosfery dalekiej planety

Astronomowie skierowali czułe instrumenty Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w stronę oddalonej o 700 lat świetlnych planety WASP-39 b - tzw. gorącego Saturna. Planeta ma rozmiary podobne do Jowisza, a masę do Saturna.Choć już wcześniej z pomocą teleskopów Hubble'a i Spitzera udało się uzyskać pewne skromne informacje o składzie atmosfery tego globu, to Webb przedstawił całe molekularne spektrum.Wskazał nawet ślady aktywnych reakcji chemicznych i obecności chmur.

Z uzyskanych informacji naukowcy wyciągnęli nawet wnioski na temat warstwy chmur, która, ich zdaniem, nie stanowi jednolitej pokrywy, lecz składa się z wielu oddzielnych pól. "Klarowność sygnałów pochodzących od różnych cząsteczek jest niewiarygodna. Przewidzieliśmy, że uda nam się dostrzec wiele takich sygnałów, ale mimo tego, kiedy zobaczyliśmy napływające dane, byliśmy zdumieni" - mówi współautorka dokonania, Mercedes López-Morales z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics."Udało nam się zaobserwować egzoplanetę z pomocą różnych instrumentów, które razem dostarczyły obszerne podczerwone spektrum i pełen wachlarz chemicznych śladów niedostępnych przed erą JWST. Takie dane to rewolucja" - dodaje jedna z badaczek, Natalie Batalha z University of California.

Na podstawie tych informacji powstało już pięć naukowych prac dostępnych na razie jako preprinty. Jeden z najciekawszych wyników to wykrycie w atmosferze dwutlenku siarki (SO2) - związku powstającego pod wpływem światła o wysokiej energii. Na Ziemi w podobny sposób powstaje ozon.

"Zaskakujące wykrycie dwutlenku siarki ostatecznie potwierdza, że fotochemia kształtuje klimat <<gorących Saturnów>>. Klimat Ziemi także jest kształtowany przez fotochemiczne reakcje, więc nasza planeta ma więcej wspólnego z <<gorącymi Saturnami>>, niż wcześniej nam się wydawało" - wyjaśnia astronomka, Diana Powell. "Analiza tych danych wydawała się magiczna. Widzieliśmy pewne ślady tych reakcji już we wcześniej zdobytych informacjach, ale instrument o większej precyzji ukazał wyraźnie sygnaturę SO2 i pomógł nam rozwikłać zagadkę" - opowiada Jea Adams, studentka w Harvard-Smithsonian.Teleskop wykrył także m.in. sód, potas oraz wodę. Dostarczył też m.in. dokładniejszych danych na temat obecnego wokół planety dwutlenku węgla oraz wykrył tlenek węgla.

Z temperaturą szacowaną na prawie 900 st. C i atmosferą złożoną głównie z wodoru, WASP-39 nie jest brana pod uwagę jako planeta zdatna do podtrzymania życia. Jednak uzyskane w czasie jej badania wyniki wskazują sposób ewentualnego znalezienia śladów życia na innych planetach, takich jak skaliste globy w systemie TRAPPIST-1.

Uzyskane rezultaty mogą też pomóc w badaniach wpływu radiacji macierzystych gwiazd na różne planety. To dlatego, że WASP-39 znajduje się wyjątkowo blisko swojej gwiazdy - 8 razy bliżej, niż wynosi odległość Merkurego od Słońca. Lepsze poznanie relacji gwiazd z planetami pozwoli na głębsze zrozumienie tego, jak powstaje różnorodność planet w galaktyce.

Teleskop śledził planetę w czasie, gdy przesuwała się na tle tarczy swojej gwiazdy. Pozwoliło to przeanalizować światło przechodzące przez atmosferę. Różne pierwiastki i związki absorbują bowiem fale świetlne o innej długości, więc spadek ilości światła o danej długości fali może powiedzieć astronomom o obecności danej substancji. "Nie mogę doczekać się, kiedy będę mogła zobaczyć wyniki badań atmosfer małych planet skalistych" - mówi dr López-Morales.

Więcej informacji na stronie: https://pweb.cfa.harvard.edu/news/new-jwst-exoplanet-atmosphere-never-seen

Marek Matacz