Webb fann vattenånga på en exoplanet eller dess sol, osäkert vilket.

 

Röda dvärgstjärnor är de vanligaste stjärnorna i universum och säkert har merparten av dessa egna planetsystem. Men för att exoplanet ska kunna ha liv vid en sol som en röd dvärgstjärna måste den ligga i en bana betydligt närmre  denna än jorden gör till vår sol. Röda dvärgstjärnor är betydligt mindre och svalare än vår sol. 

Men röda dvärgstjärnor är även aktiva särskilt de unga och har starka utbrott av ultraviolett strålning och röntgenstrålning vilket kan förstöra närliggande planeters atmosfär. Astronomer frågar sig om en stenig planet i närområdet av en röd dvärg kan behålla eller upprätta en atmosfär i en miljö som bombarderas emellanåt av röntgen och uv-strålning.

För att försöka svara på den frågan använde astronomer NASA: s James Webb Space Telescope för att studera en stenig exoplanet som betecknas GJ 486 b. Den finns för nära sin sol  GJ 486 för att vara inom den beboeliga zonen. Dess yttemperatur är cirka 430 grader Celsius. Men likväl visar observationer med Webbs Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) att kan  finnas vattenånga. Om vattenångan är associerad med planeten, skulle det indikera att den har en atmosfär trots sin brännande temperatur. Men vattenångan kan även utgå från stjärnan (solen) . Det är svårt att veta vilket.

Vattenånga har tidigare upptäcks på gasrika exoplaneter (gasjättar)  men hittills har ingen atmosfär säkert konstaterats på en stenig exoplanet. Teamet beskriver i detta fall att vattenångan kan komma från stjärnan och då från specifikt  svala stjärnfläckar, beskriver Sarah Moran vid University of Arizona i Tucson, huvudförfattare till studien vilken ska publiceras i The Astrophysical Journal Letters (kanske det är gjort nu).

Vattenånga i en atmosfär på en het stenig planet skulle däremot innebära ett stort genombrott i exoplanetvetenskapen. Men vi måste vara försiktiga och vara säkra på att stjärnan inte är den skyldige till vattenförekomsten, beskriver Kevin Stevenson vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, huvudforskare i programmet.

GJ 486 b är cirka 30 % större än jorden och tre gånger så massiv vilket innebär att det är en stenig värld med starkare gravitation än jordens. Den kretsar i en bana kring GJ 486  en röd dvärgstjärna (sol) på knappt 1,5 jorddagar. Planeten antas vara låst i sin bana innebärande ha en permanent dagsida och en permanent nattsida. GJ 486 b passerar över sin sol sett från vår synvinkel. Om den har en atmosfär då den passerar över stjärnljus kan den filtreras genom dessa gaser och prägla fingeravtryck i ljuset som gör det möjligt för astronomer att avkoda dess sammansättning genom en teknik som kallas transmissionsspektroskopi.

Teamet observerade två transiteringar var och en varade ungefär en timme. De använde sedan tre olika metoder för att analysera insamlad data. Resultaten är konsekventa genom att de visar ett mestadels platt spektrum med en spännande ökning vid de kortaste infraröda våglängderna. Den mest troliga källan till detta  är vattenånga.

Medan vattenångan potentiellt kan indikera närvaron av en atmosfär på GJ 486 b, är en lika trolig förklaring vattenånga från stjärnan. Även i vår egen sol, kan vattenånga ibland existera i solfläckar och då dessa fläckar är betydligt svalare jämfört med stjärnans omgivande yta. GJ 486 b:s sol GJ 486 är även mycket svalare än vår sol så vattenånga i dess stjärnfläckar skulle kunna vara förklaringen och  men misstolkas som att det var från exoplaneten och en atmosfär  på denna.

Framtida Webb-observationer kan ge mer kunskap om detta solsystem. Ett kommande Webb-program kommer att använda Mid-Infrared Instrument (MIRI) för att observera planetens dagsida. Om planeten inte har någon atmosfär eller bara en tunn atmosfär förväntas den hetaste delen av dagsidan finnas direkt mot stjärnan. Men om den hetaste punkten förskjuts, skulle det indikera en atmosfär som kan cirkulera värme.

Man kan tänka sig att om planeten är låst med en evig dag och nattsida bör vattenångan om den finns här komma från nattsidan och cirkulera härifrån i atmosfären om denna finns och kunna upptäckas på nattsidan (eller skymningszonen) vilken är den sida som är riktad mot oss då planeten rundar sin sol.

I slutändan kommer observationer vid kortare infraröda våglängder med ett annat Webb-instrument, Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS), att behöva göras för att skilja på planetatmosfär och stjärnfläcksscenarier.

Bild vikipedia. Av en konstnärs intryck av en planet med två exomånar som kretsar i en röd dvärgs beboeliga zon.