Tutkijat ovat vahvistaneet[1] eksoplaneetan olemassaolon NASA/ESA/CSA James Webb -avaruusteleskoopin avulla ensimmäistä kertaa. Tunnuksen LHS 475 b saanut planeetta on lähes täsmälleen samankokoinen kuin omamme, sen halkaisija on noin 99 % Maan halkaisijasta.
 |
| Taiteilijan näkemys eksoplaneetasta. Kuva NASA/ESA/CSA. |
Tutkimusryhmää johtavat Kevin Stevenson ja Jacob Lustig-Yeger, molemmat Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriosta Laurelissa, Marylandissa. Tiimi päätti tarkkailla tätä kohdetta Webb-teleskoopilla tarkistettuaan huolellisesti NASAn Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) -satelliitin tiedot, jotka vihjasivat planeetan olemassaoloon. Webbin lähi-infrapunaspektrografi (NIRSpec) havaitsi planeetan helposti ja selkeästi vain kahdella ylikulkuhavainnolla. "Ei ole epäilystäkään siitä, että planeetta on olemassa, Webbin tarkat tiedot vahvistavat sen”, Lustig-Yager sanoi.
"Nämä ensimmäiset havaintotulokset Maan kokoisesta
kiviplaneetasta avaavat oven monille tulevaisuuden mahdollisuuksille tutkia
kiviplaneettojen ilmakehää Webbin kanssa", myönsi Mark Clampin,
NASAn Washingtonin päämajan astrofysiikan osaston johtaja. "Web
tuo meidät yhä lähemmäksi uutta ymmärrystä Maan kaltaisista maailmoista Aurinkokunnan
ulkopuolella, ja tehtävä on vasta alkamassa."
 |
| Webbin havaintojen perusteella laadittu tähden kirkkauskäyrä, jossa näkyvä "kuoppa" paljastaa planeetan ylikulun, sekä sen halkaisijan. Kiertoaika puolestaan voidaan määrittää toistuvien ylikulkujen perusteella. Tähden massan ja kiertoajan perusteella voidaan laskea planeetan etäisyys tähdestä ja planeetan massa. Kuva NASA/ESA/CSA. |
Kaikista toimivista kaukoputkesta vain Webb pystyy karakterisoimaan Maan kokoisten eksoplaneettojen ilmakehän. Ryhmä yritti arvioida, mitä planeetan ilmakehässä on analysoimalla sen siirtospektriä. Vaikka tiedot osoittavat, että tämä on Maan kokoinen kiviplaneetta, he eivät vielä tiedä, onko sillä ilmakehää. "Observatorion tiedot ovat kauniita", sanoi Erin May, myös Johns Hopkinsin yliopiston soveltavan fysiikan laboratoriosta. "Kaukoputki on niin herkkä, että se havaitsee helposti useita molekyylejä, mutta emme voi vielä tehdä lopullisia johtopäätöksiä planeetan ilmakehästä."
Vaikka tiimi ei voi päätellä tarkasti, mitä on havaittu, he
voivat ehdottomasti sanoa, mitä ei ole. "Voimme sulkea pois joitain ilmakehätyyppejä",
Lustig-Yager selitti. "Sillä ei voi olla paksua metaani-ilmakehää, joka
on samanlainen kuin esimerkiksi Saturnuksen kuulla Titanilla."
 |
| Webb ei havainnut havaittavaa määrää mitään alkuainetta tai molekyyliä. Spekrihavainnot (valkoiset pisteet) ovat yhdenmukaisia sellaisen planeetan ominaisuuksettoman spektrin kanssa, jolla ei ole ilmakehää (keltainen viiva). Violetti viiva edustaa puhdasta hiilidioksidi-ilmakehää, eikä sitä voi erottaa ilmakehättömästä nykyisellä tarkkuudella. Vihreä viiva edustaa puhdasta metaani-ilmakehää, joka ei kuitenkaan ole todennäköinen, koska metaanin, jos sitä on, odotetaan estävän enemmän tähtien valoa 3,3 mikrometrin aallonpituudella. Kuva NASA/ESA/CSA. |
Ryhmä toteaa myös, että vaikka on mahdollista, että planeetalla ei ole ilmakehää, on joitakin ilmakehätyyppejä, joita ei ole suljettu pois, kuten puhdas hiilidioksidi-ilmakehä. "Vastaintuitiivisesti 100-prosenttinen hiilidioksidi-ilmakehä on niin paljon kompaktimpi, että sen havaitseminen on erittäin haastavaa", Lustig-Yager sanoi. Vielä tarkempia mittauksia tarvitaan, jotta tiimi erottaisi puhtaan hiilidioksidi-ilmakehän usean kaasun muodostamasta ilmakehästä. Tutkijoiden on tarkoitus hankkia lisää spektrejä lisähavainnoilla tulevana kesänä.
Webb paljasti myös, että planeetta on muutama sata astetta
lämpimämpi kuin Maa, joten jos pilviä havaitaan, se voi saada tutkijat
päättelemään, että planeetta on Venuksen kaltainen, jolla on hiilidioksidi-ilmakehä
ja joka on jatkuvasti paksujen pilvien peitossa. "Olemme eturintamassa
pienten, kivisten eksoplaneettojen tutkimisessa", Lustig-Yager sanoi.
"Olemme tuskin alkaneet raapia pintaa siitä, millainen heidän ilmakehä
planeetalla voisi olla."
Tutkijat vahvistivat myös, että planeetan kiertoaika on noin
kaksi vuorokautta. Tämä tieto paljastui lähes välittömästi Webbin tarkasta
valokäyrästä. Vaikka LHS 475 b on lähempänä tähteään kuin mikään Aurinkokunnan
planeetta, sen punainen kääpiötähden lämpötila on alle puolet Auringon
lämpötilasta, joten tutkijoiden mukaan planeetta voisi silti ylläpitää
ilmakehää.
Tutkijoiden löydökset ovat avanneet mahdollisuuden paikantaa
Maan kokoisia planeettoja, jotka kiertävät pienempiä punaisia kääpiötähtiä.
"Tämä kiviplaneetan vahvistus korostaa tehtävän instrumenttien
tarkkuutta", Stevenson sanoi. "Ja se on vasta ensimmäinen
monista löydöistä, jotka se tekee." Lustig-Yager oli samaa mieltä:
"Tämän teleskoopin avulla kiviset eksoplaneetat ovat uusi raja."
LHS 475 b on suhteellisen lähellä, vain 41 valovuoden päässä, Oktantin tähdistössä.
Viittaukset
[1] Ryhmän tulokset esiteltiin American Astronomical Societyn
(AAS) lehdistötilaisuudessa keskiviikkona 11. tammikuuta 2023.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti