Webb-teleskopet har upptäckt en planet med en mycket annorlunda atmosfär

 

WASP-39b finns i Jungfruns stjärnbild och cirka 700 ljusår från jorden dess sol är WASP-39.

Webbteleskopet och med flera teleskop ex NASA: s Hubble och Spitzerteleskop har tidigare avslöjat isolerade ingredienser i denna planets atmosfär. Men de nya avläsningarna från Webb ger en fullständig meny av innehåll  och  tecken på aktiva kemiska reaktioner och moln i denna atmosfär.

De senaste uppgifterna ger  en antydan av hur dessa moln kan se ut på nära håll. Det är uppbrutna moln /exempel från jorden på uppbrutna moln är ex cumulusmoln) snarare än ett enda molnhöjt täcke över hela planeten. Så är det även på Jorden som inte heller denna är helt höljd i moln som ex Venus är.

Webb-teleskopets uppsättning av mycket känsliga instrument tränades för att undersöka atmosfären i WASP-39 b. Denna ligger nära sin sol ca åtta gånger närmre sin sol än Merkurius är vår sol och har en storlek som Saturnus.

Fynden bådar gott för förmågan hos Webbs instrument att genomföra  breda spektrum från undersökningar av alla typer av exoplaneter som vetenskapssamhället hoppas finna spännande fynd på. Det inkluderar att undersöka atmosfärerna hos mindre och steniga planeter som de i TRAPPIST-1-systemet. 

"Vi observerade WASP-39 b med flera instrument som tillsammans gav oss en bred del i det infraröda spektrumet och en mängd kemiska fingeravtryck som varit otillgängliga fram till detta uppdrag, säger Natalie Batalha, astronom vid University of California, Santa Cruz, som bidrog till och hjälpte till att samordna den nya forskningens resultat.

Sviten av upptäckter av atmosfärens innehåll beskrivs i en uppsättning av fem nya vetenskapliga artiklar, varav tre är i press och två av dem är under granskning. Bland avslöjandena är den första gången svaveldioxid en molekyl som framställs ur kemiska reaktioner som utlöses av högenergiljus från en  sols strålning upptäckts i en exoplanets atmosfär.

 "Det är första gången vi ser konkreta bevis på fotokemi - kemiska reaktioner initierade av energirikt stjärnljus - på en exoplanet", säger Shang-Min Tsai, forskare vid University of Oxford i Storbritannien och huvudförfattare till artikeln.

"Planeter förändras och förvandlas genom att de kretsar i sin sols strålningsbad", säger Batalha och tillägger att på jorden får detta livet att frodas.

WASP-39 b närhet till sin sol gör den till ett laboratorium för att studera effekterna av strålning från solstrålning på exoplaneter.

För att se ljuset från WASP-39 b spårade Webb planeten när den passerade framför sin stjärna, så  en del av stjärnans ljus kunde filtreras genom planetens atmosfär. Olika typer av kemikalier i atmosfären absorberar olika färger i spektrum de färger som saknas berättar för astronomer vilka molekyler som finns. Genom att se på universum i infrarött ljus kan Webb plocka upp kemiska fingeravtryck som inte kan upptäckas i synligt ljus.

Andra atmosfäriska beståndsdelar som detekterades av Webb-teleskopet inkluderade natrium, kalium och vattenånga.

Webb upptäckte även koldioxid. Under tiden då observationen gjordes detekterades kolmonoxid men signaturer av metan (CH4) och vätesulfid saknades. Om dessa  molekyler förekommer är det vid mycket låga nivåer.

Att ha en sådan komplett lista över kemiska ingredienser i en exoplanets atmosfär ger forskare en glimt av överflödet av olika element i förhållandet till varandra, såsom kol-till-syre eller kalium-till-syre-förhållande. Det ger i sin tur inblick i hur denna planet – och kanske andra – bildades ur den skiva av gas och stoft som omgav moderstjärnan i dess yngre år.

Spännande tider och resultat väntar med James webbteleskopet.

Bild vikipedia på Wasp-39b som visar hur man anser det kan se ut på plats.

Koldioxid upptäckt i en exoplanets atmosfär

Koldioxid, vars kemiska formel är CO2 är vid rumstemperatur en färglös gas. Den fyller viktiga biologiska funktioner och spelar en central roll för jordens växtlighet. Koldioxid är även en växthusgas.

NASA:s rymdteleskop James Webb har nu upptäckt det första tydliga beviset av närvaron av  koldioxid i atmosfären på en planet utanför vårt solsystem. Denna observation gjordes i atmosfären av en stor gasplanet som kretsar kring en solliknande stjärna 700 ljusår från oss. Fyndet, som nu godkännts för publicering i Nature, ger bevis på  att Webbteleskopet i framtiden kanske även kan upptäcka och mäta koldioxidnärvaro i  tunnare atmosfärer på mindre och steniga planeter. Planeter lika Jorden där det kan finnas liv av något slag.

WASP-39 b som det handlar om här är en het gasjätte med en massa ungefär som Saturnus med en diameter 1,3 gånger större än Jupiters. Dess extrema låga densitet är delvis relaterad till dess höga temperatur (cirka 900 grader Celsius).

 Till skillnad från de svalare och kompakta gasjättarna i vårt solsystem kretsar WASP-39 b mycket närmre sin stjärna (sol) bara ungefär en åttondel av avståndet som finns mellan solen och Merkurius – och fullbordar ett varv på drygt fyra jorddagar (dock ska vi komma ihåg att WASP -39b kretsar kring en svalare och mindre sol WASP-39, än vår sol).

Planetens upptäckt rapporterades första gången 2011 av markbaserade teleskop vilka upptäckte den subtila, periodiska dimningen av ljuset från WASP-39 (solen)  när planeten passerade framför denna.

Forskargruppen använde nu Webbs near-infrared spectrograph (NIRSpec) för sina observationer av WASP-39 b. Spektrumundersökningen av exoplanetens atmosfär visade  4,1 och 4,6 mikron av koldioxid vilket är det första tydligy detaljerade beviset för koldioxid som någonsin upptäckts på en planet utanför vårt solsystem.

"Så snart datan dök upp på min skärm tog koldioxidupptäckten tag i mig", säger Zafar Rustamkulov, doktorand vid Johns Hopkins University och medlem i JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science-teamet, som genomförde denna undersökning. "Det var ett speciellt ögonblick som passerade en viktig tröskel inom exoplanetvetenskap."

Inget observatorium har någonsin tidigare mätt sådana subtila skillnader i ljusstyrka för så många enskilda färger, på över 3- till 5,5 i mikronområdet i ett exoplanetöverföringspektrum tidigare. Tillgång till denna del av spektrumet är avgörande för att mäta mängden av gaser som vattenånga metan, samt koldioxid, som tros finnas i många olika typer av exoplaneters atmosfär.

"Att upptäcka en så tydlig signal av koldioxid på WASP-39 b bådar gott för framtida upptäckter av sammansättning i atmosfärer på mindre planeter", säger Natalie Batalha vid University of California i Santa Cruz, som var ledare av teamet som gjorde upptäckten.

Vi ser att James Webbteleskopet verkligen kommer att leverera nya rön, Upptäckter och skarpa bilder från universum kommer ofta nu från detta teleskop (min anm.).

Bild vikipedia på Exoplaneten WASP-39b vilken visat sig innehålla betydande mängder vatten i sin atmosfär och nu även koldioxid. (konstnärs koncept).