Bilden från https://hubblesite.org
visar fyra paneler. De två översta panelerna är diagram över Uranus – sfärer
med rutnätslinjer som går längsgående och latitude. Längst upp till
vänster ses utsikten från Hubble, planetens sydpol i riktning mot klockan 3. Längst upp
till höger ses utsikten från New Horizons på sydpolen klockan 10. Den nedre vänstra
panelen är Hubbles bild av Uranus – planeten är en ljusblå sfär, med en vit
cirkel som täcker den högra halvan av planeten (den södra polen). Den nedre
högra panelen är vyn av Uranus från New Horizons. Planeten visas som en liten
vitaktig prick.
NASA:s rymdteleskop Hubble och rymdfarkosten NewHorizons siktade nyligen samtidigt på Uranus vilket gjorde det möjligt för forskare att få en direkt jämförelse av planeten från två mycket olika synvinklar. Resultaten ligger till grund för framtida planer på att studera liknande typer av planeter runt andra stjärnor.
Astronomerna använde Uranus som jämförelse för liknande
planeter bortom vårt solsystem, så kallade exoplaneter och jämförde högupplösta
bilder från Hubble med den mer avlägsna bilden från New Horizons. Detta
kombinerade perspektiv kommer att hjälpa forskare att lära sig mer om vad de
kan förvänta sig när de avbildar planeter runt andra stjärnor med framtida
teleskop (som NASA:s kommande Nancy Grace
Roman Space Telescope, som ska skjutas upp 2027).
"Även om vi förväntade oss att Uranus skulle se
olika ut i olika filter av observationer fann vi att Uranus faktiskt var
ljussvagare än vad som förutspåddes i New Horizons-data tagna i en annan
synvinkel", beskriver huvudförfattaren till studien Samantha Hasler vid
Massachusetts Institute of Technology i Cambridge och New Horizons
vetenskapsteam.
Direkt avbildning av exoplaneter är en viktig teknik
för att lära sig mer om deras potentiella möjlighet för att hysa liv och ger nya
ledtrådar till ursprunget och bildandet av vårt eget solsystem. Astronomer
använde både direkt avbildning och spektroskopi för att samla in ljus från Uranus
och jämföra dess ljusstyrka vid olika våglängder. Att avbilda exoplaneter är en
svår process eftersom de finns så långt bort. Bilder är bara precisa och därför inte lika detaljerade som de närbilder vi har av världar som kretsar
runt vår egen sol. Forskare kan bara direkt avbilda exoplaneter i
"partiella faser", när bara en del av planeten är upplyst av deras
sol sett från jorden.
Uranus är ett idealiskt mål som ett test för att
förstå framtida avlägsna observationer av exoplaneter med andra teleskop. För
det första är många kända exoplaneter likt Uranus gasjättar. Vid tidpunkten för
observationerna befann sig New Horizons på andra sidan Uranus, 6,5 miljarder
kilometer bort vilket gjorde det möjligt att studera dess skymningsskära –
något som inte kan göras från jorden. På det avståndet var New Horizons bild av
planeten bara några pixlar i dess färgkamera som kallas Multispectral Visible
Imaging Camera.
Å andra sidan kunde Hubble, med sin höga upplösning
och i sin låga omloppsbana runt jorden 1,7 miljarder mil från Uranus, se
atmosfäriska egenskaper som moln och stormar på dagsidan av Uranus.
"Uranus ser bara ut som en liten prick i New
Horizons-observationerna, liknande de prickar som ses av direkt avbildade
exoplaneter från observatorier som Webbteleskopet eller markbaserade observatorier",
tillade Hasler. "Hubble ger ett sammanhang för hur atmosfären var när den
observerades med New Horizons."
Gasjätteplaneterna i vårt solsystem har dynamiska
och variabla atmosfärer med ett föränderligt molntäcke. Hur vanligt är detta
bland exoplaneter? Genom att känna till detaljerna om hur molnen på Uranus såg
ut från Hubble kan forskarna verifiera vad som tolkas i New Horizons-data. I
fallet med Uranus sågs både i Hubble och New Horizons bilder att ljusstyrkan inte
varierade när planeten roterade vilket tyder på att molnens egenskaper inte
förändrades med planetens rotation.
Betydelsen av New Horizons upptäckt är hur planeten reflekterar ljus i en annan fas än vad Hubbleteleskopet visar eller
andra observatorier på eller nära jorden kan se. New Horizons visade att
exoplaneter kan vara ljussvagare än man trott vid partiella och höga fasvinklar
och att atmosfären reflekterar ljus annorlunda vid en partiell fas.
NASA planerar två stora kommande observatorier för studier av exoplaneters atmosfärer och potentiella livsmöjligheter.
"Dessa banbrytande New Horizons-studier av
Uranus från en utsiktspunkt som inte kan observeras på något annat vis bidrar
till uppdragets mål av ny vetenskaplig kunskap och har liksom många andra
dataset som erhållits under uppdraget gett överraskande nya insikter om
världarna i vårt solsystem", tillade New Horizons huvudforskare Alan Stern
från Southwest Research Institute.
NASA:s kommande Nancy Grace Roman Space Telescope
som ska skjutas upp 2027, kommer att använda en koronagraf för att blockera en
stjärnas ljus för att direkt se exoplaneter. NASA:s Observatoriet
för beboeliga världar, som befinner sig i en tidig planeringsfas Nancy Grace Roman
Space Telescope kommer att vara det första teleskopet som är specifikt utformat
för att söka efter biosignaturer i atmosfären på jordstora, steniga planeter
som kretsar kring andra stjärnor.
"Att studera hur kända riktmärken som Uranus
ser ut i fjärrbilder kan hjälpa oss att ha mer robusta förväntningar när vi
förbereder oss för dessa framtida uppdrag", avslutar Hasler.
Hubbleteleskopet ger och gav oss mycket nya kunskaper. James Webbteleskopet hade vi stora förväntningar på och dessa bekräftades med råge upptäckterna kom och kommer av helt nya slag. Nancy Grace Roman Space Telescope är nästa teleskop som när det kommer i drift kan och troligen kommer att än mer revolutionera våra kunskaper om universum.
