Dammolnen bestående av silikater viner genom atmosfären på VHS 1256 b

 

Forskare har med hjälp av NASA: s James Webb Space Telescope  identifierat silikatmoln i exoplanet VHS 1256 b atmosfär. Planeten är katalogiserad som VHS 1256 b och är en brun dvärg (misslyckad stjärnbildning) och finns  cirka 40 ljusår bort och kretsar runt två stjärnor under en 10000-årsbana. 

Atmosfären runt exoplanet VHS 1256 b är i ständig rörelse under dess 22-timmars dag vilket innebär att varmare material dras uppåt och trycker ner kallare material på planeten. De resulterande ljusstyrkeförändringarna är så dramatiska att det är den mest variabla planetatmosfärrörelse som känns till.

Teamet som upptäckte fenomenet leddes av Brittany Miles vid University of Arizona, som även upptäckte vatten, metan och kolmonoxid i Webbs data och i planetens atmosfär. Detta är det största antalet skilda molekyler som någonsin identifierats på en gång i en planets atmosfär utanför vårt solsystem.

"VHS 1256 b är ungefär fyra gånger längre bort från sina stjärnor (i dubbelstjärnsystemet) än Pluto är från vår sol vilket gör den till ett bra mål för Webb," sa Miles. "Det betyder att planetens ljus inte blandas med ljus från dess stjärnor." Högre upp i atmosfären, där silikatmoln finns når temperaturen 830 grader Celsius.

I dessa moln upptäckte Webb hade det  finns både större och mindre silikatdammkorn enligt spektra. "De finare silikatkornen i atmosfären kan liknas vid små partiklar i rök", enligt medförfattaren Beth Biller vid University of Edinburgh i Skottland. "De större kornen kan vara mer som mycket heta,  små sandpartiklar."

VHS 1256 b har låg gravitation jämfört med mer massiva bruna dvärgar, vilket innebär att dess silikatmoln kan dyka upp och förbli högre upp i atmosfären där Webb kan upptäcka dem. En annan anledning till att dess himmel är så turbulent är planetens ålder. I astronomiska termer är det ganska ungt. Bara 150 miljoner år har gått sedan den bildades – och den kommer att fortsätta att förändras och svalna under miljarder år framåt.

"Inget annat teleskop har identifierat så många funktioner samtidigt för ett enda mål", säger medförfattare Andrew Skemer vid University of California, Santa Cruz. "Vi ser många molekyler i ett enda spektrum från Webb som beskriver planetens dynamiska moln- och vädersystem."

Teamet kom till dessa slutsatser genom att analysera spektra som samlats in av två instrument ombord på Webb, Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) och Mid-Infrared Instrument (MIRI). Eftersom planeten kretsar på så stort avstånd från sina stjärnor kunde forskarna observera den direkt, snarare än att använda transitmetoden eller en koronagraf för att få data.

Det kommer att finnas mycket mer att lära om VHS 1256 b under de kommande månaderna och åren när detta team - och andra - fortsätter att söka igenom Webbs högupplösta infraröda data. "Det finns en enorm avkastning på en mycket blygsam mängd teleskoptid", tillade Biller. "Med bara några timmars observationer har vi vad som känns som oändlig potential för ytterligare upptäckter."

Vad kan det bli av den här planeten om miljarder år? Eftersom den är så långt från sina stjärnor kommer den att bli kallare med tiden, och dess himmel kan övergå från molnig till klar.

Forskarna observerade VHS 1256 b som en del av Webbs Early Release Science-programmet, som är utformat för att hjälpa till att förändra det astronomiska samfundets förmåga att karakterisera planeter och skivorna där de bildas.

Teamets rapport har titeln  "The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b", och publicerades i The Astrophysical Journal Letters den 22 mars 2023.

Bild en illustration av på exoplaneten VHS 1256 b med stjärnor i bakgrunden från https://webbtelescope.org/

James Webb teleskopet har upptäckt sandiga moln på en exoplanet

 

VHS J125601.92–125723.9 (förkortat VHS J1256–1257) är ett ungt trippeldvärgstjärnsystem beläget i stjärnbilden Korpen (Crosus) cirka72,0 ljusår (21,2 parsek) från solen.

Systemet består av det binära röda (dubbelstjärnsystemet)  VHS J1256–1257AB vars stjärnor har ungefär samma massa och den avlägsna stjärnan VHS 1256–1257 b (även den en röd dvärgstjärna) därav kallas systemet i sin helhet ett trippeldvärgstjärnsystem.

 Nyligen upptäcktes en kontinuerlig radioemission ( ettradiostrålningsutsläpp) från strålningsbälten som omger VHS J1256-1257. James Webb Space Telescope upptäckte här  en främmande värld (en brun dvärg) höljd i en atmosfär med  sandliknande silikatkorn. Dess beteckning är VHS 1256 b.

Exoplanetfyndigheten, beskrivs som den första upptäckten av sitt slag och gjordes av James Webb Space Telescopes NIRSpec- och MIRI-instrument. I data från dessa instrument upptäckte astronomer bevis på silikatrika moln runt denna bruna dvärg som är  nästan 20 gånger större än Jupiter. Fyndet bekräftar några tidigare teorier om dessa udda planetliknande världar.

Bruna dvärgar är objekt som inte är tillräckligt stora för att antändas till stjärnor men lite för stora för att ses som  planeter. Medan bruna dvärgar inte kan antända vanligt väte och bli stjärnor, kan de likväl producera sitt eget ljus och värme genom att bränna deuterium (en mindre vanlig isotop av väte som innehåller en extra neutron). Den bruna dvärgen i fråga betecknas VHS 1256 b och kretsar kring de två små röda dvärgstjärnorma VHS J1256–1257AB, cirka 72 ljusår från jorden i stjärnbilden Corvus, (kråkan) på södra himlen.

Astronomer upptäckte den udda exoplaneten redan 2016  (den bruna dvärgen) och upptäckten har förbryllat dem sedan dess på grund av dess rödaktiga glöd. De misstänkte att glöden kunde orsakas av någon typ av atmosfär. Observationer från James Webb Space Telescope har nu bekräftat denna teori och avslöjat att VHS 1256 b bör ha tjocka moln i sin atmosfär innehållande stora mängder av sandliknande silikatkorn.

Webb detekterade även vatten, metan, kolmonoxid, koldioxid, natrium och kalium i atmosfären på VHS 1256 b.

"Vi kommer att veta mer från iterationer av datareduktionen", säger Brittany Miles, astronom vid University of California, Irvine, och ledande forskare i projektet, till Space.com i ett mejl.

Webb-datan var så detaljerad att den visade att förhållandet mellan de olika gaserna förändras kontinuerligt i VHS 1256 b: s atmosfär vilket tyder på att atmosfären inte är lugn utan vild och turbulent. " I en lugn atmosfär finns det ett förväntat förhållande mellan, säg, metan och kolmonoxid", säger Sasha Hinkley, astronom vid University of Exeter i Storbritannien och en av studiens medförfattare. "Men i många exoplanetatmosfärer finner vi att detta förhållande är mycket skevt vilket tyder på att det finns turbulent vertikal blandning i dessa atmosfärer som muddrar upp koldioxid från djupet i atmosfären för att blandas med metan högre upp i atmosfären."

VHS 1256 b är liten för att vara en brun dvärg vilket innebär att den sannolikt är ung. Exoplaneten kretsar 360 gånger vår sols avstånd till jorden från sina två moderstjärnor utefter en ovalformad bana som tar 17000 år att slutföra.

Det intressanta är att med Webbteleskopet kommer vi nu att kunna analysera atmosfärers innehåll i exoplaneter  något som varit svårt eller omöjligt tidigare (min anm.,).  Det kommer att ge nya rön och kanske även upptäckter av exoplaneter vars atmosfär vi kan misstänka växt och djurliv på grund av dess atmosfärs likheter med jordens.

Bild vikipedia på var man kan finna solsystemet.