James Webb: Επιβεβαίωσε για πρώτη φορά την ύπαρξη εξωπλανήτη στο μέγεθος της γης

Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν για πρώτη φορά, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, την ύπαρξη ενός εξωπλανήτη, δηλαδή έναν πλανήτη που περιστρέφεται γύρω από ένα άλλο άστρο.

Ο πλανήτης που επίσημα ταξινομήθηκε ως LHS 475 b, έχει σχεδόν ακριβώς το ίδιο μέγεθος με αυτό της Γης, με διάμετρο 99% της διαμέτρου της.

Η ομάδα επέλεξε να παρατηρήσει αυτόν τον στόχο με το Webb αφού εξέτασε προσεκτικά στόχους ενδιαφέροντος από τον δορυφόρο Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) της NASA, ο οποίος έδωσε στοιχεία για την πιθανή ύπαρξη του πλανήτη. Ο φασματογράφος εγγύς υπέρυθρου (NIRSpec) του υπερσύγχρονου τηλεσκοπίου κατέγραψε τον πλανήτη εύκολα και καθαρά με δύο μόνο παρατηρήσεις.

«Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι ο πλανήτης είναι εκεί. Τα αψεγάδιαστα δεδομένα του Webb το επιβεβαιώνουν», δήλωσε ο Lustig-Yaeger. «Το γεγονός ότι είναι επίσης ένας μικρός, βραχώδης πλανήτης είναι εντυπωσιακό για το παρατηρητήριο», πρόσθεσε ο Stevenson.

Το James Webb βλέπει την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα του πλανήτη

«Αυτά τα πρώτα αποτελέσματα παρατήρησης από έναν βραχώδη πλανήτη μεγέθους Γης ανοίγουν την πόρτα σε πολλές μελλοντικές δυνατότητες για τη μελέτη των ατμοσφαιρών βραχωδών πλανητών με το Webb», συμφώνησε ο Mark Clampin, διευθυντής του τμήματος αστροφυσικής στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Ουάσιγκτον. «Το Webb μας φέρνει όλο και πιο κοντά σε μια νέα κατανόηση των “γήινων” κόσμων εκτός του ηλιακού μας συστήματος, και η αποστολή μόλις ξεκίνησε».

Μεταξύ όλων των λειτουργούντων τηλεσκοπίων, μόνο το Webb είναι σε θέση να χαρακτηρίσει τις ατμόσφαιρες εξωπλανητών στο μέγεθος της Γης. Η ομάδα προσπάθησε να εκτιμήσει τι υπάρχει στην ατμόσφαιρα του πλανήτη αναλύοντας το φάσμα εκπομπής του. Αν και τα δεδομένα δείχνουν ότι πρόκειται για έναν στο μέγεθος της Γης, δεν γνωρίζουν ακόμη αν έχει ατμόσφαιρα. «Τα δεδομένα του παρατηρητηρίου είναι πανέμορφα», δήλωσε η Erin May, επίσης από το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins. «Το τηλεσκόπιο είναι τόσο ευαίσθητο που μπορεί εύκολα να ανιχνεύσει μια σειρά μορίων, αλλά δεν μπορούμε ακόμη να βγάλουμε οριστικά συμπεράσματα για την ατμόσφαιρα του πλανήτη».

Ερευνούν την ατμόσφαιρα

Αν και η ομάδα δεν μπορεί να συμπεράνει τι υπάρχει στον εξωπλανήτη, μπορεί σίγουρα να πει τι δεν υπάρχει. «Υπάρχουν κάποιες ατμόσφαιρες γήινου τύπου που μπορούμε να αποκλείσουμε», εξήγησε ο Lustig-Yaeger. «Δεν μπορεί να έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα που κυριαρχείται από μεθάνιο, παρόμοια με αυτή του δορυφόρου του Κρόνου Τιτάνα».

Η ομάδα σημειώνει επίσης ότι ενώ είναι πιθανό ο πλανήτης να μην έχει ατμόσφαιρα, υπάρχουν κάποιες ατμοσφαιρικές συνθέσεις που δεν έχουν αποκλειστεί, όπως μια ατμόσφαιρα καθαρού διοξειδίου του άνθρακα. «Αντιφατικά, μια ατμόσφαιρα 100% διοξειδίου του άνθρακα είναι τόσο πολύ πιο συμπαγής που γίνεται πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί», δήλωσε ο Lustig-Yaeger. Απαιτούνται ακόμη πιο ακριβείς μετρήσεις για να μπορέσει η ομάδα να διακρίνει μια ατμόσφαιρα καθαρού διοξειδίου του άνθρακα από την απουσία ατμόσφαιρας. Οι ερευνητές έχουν προγραμματίσει να λάβουν πρόσθετα φάσματα με επερχόμενες παρατηρήσεις αυτό το καλοκαίρι.

Θερμότερος από τη Γη

Το Webb αποκάλυψε επίσης ότι ο πλανήτης είναι μερικές εκατοντάδες βαθμούς θερμότερος από τη Γη, οπότε αν εντοπιστούν σύννεφα, αυτό μπορεί να οδηγήσει τους ερευνητές στο συμπέρασμα ότι ο πλανήτης μοιάζει περισσότερο με την Αφροδίτη, η οποία έχει ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα και είναι μονίμως καλυμμένη από πυκνά σύννεφα.

«Είμαστε στην πρώτη γραμμή της μελέτης μικρών, βραχώδων εξωπλανητών», δήλωσε ο Lustig-Yaeger. «Μόλις που έχουμε αρχίσει να ξύνουμε την επιφάνεια του πώς μπορεί να είναι η ατμόσφαιρά τους».

Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν επίσης ότι ο πλανήτης ολοκληρώνει μια τροχιά σε μόλις δύο ημέρες, πληροφορία που αποκαλύφθηκε σχεδόν αμέσως από την ακριβή καμπύλη φωτός του Webb. Παρόλο που ο LHS 475 b βρίσκεται πιο κοντά στο άστρο του από οποιονδήποτε πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, το κόκκινο νάνο άστρο του έχει θερμοκρασία μικρότερη από το μισό της θερμοκρασίας του Ήλιου, οπότε οι ερευνητές προβλέπουν ότι θα μπορούσε ακόμα να έχει ατμόσφαιρα.

Τα ευρήματα των ερευνητών έχουν ανοίξει τις δυνατότητες εντοπισμού πλανητών μεγέθους Γης που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από μικρότερα αστέρια ερυθρών νάνων. «Αυτή η επιβεβαίωση του βραχώδους πλανήτη αναδεικνύει την ακρίβεια των οργάνων της αποστολής», δήλωσε ο Stevenson.

«Και είναι μόνο η πρώτη από τις πολλές ανακαλύψεις που θα κάνει». Ο Lustig-Yaeger συμφώνησε. «Με αυτό το τηλεσκόπιο, οι βραχώδεις εξωπλανήτες είναι το νέο σύνορο». Ο LHS 475 b βρίσκεται σχετικά κοντά, σε απόσταση μόλις 41 ετών φωτός, στον αστερισμό Octans.

Τα αποτελέσματα της ομάδας παρουσιάστηκαν σε συνέντευξη Τύπου της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας (AAS) την Τετάρτη 11 Ιανουαρίου 2023.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι το κορυφαίο διαστημικό επιστημονικό παρατηρητήριο στον κόσμο. Το Webb θα λύσει μυστήρια στο ηλιακό μας σύστημα, θα κοιτάξει πέρα από αυτό σε μακρινούς κόσμους γύρω από άλλα αστέρια και θα διερευνήσει τις μυστηριώδεις δομές και την προέλευση του σύμπαντος και της θέσης μας σε αυτό.

Το Webb είναι ένα διεθνές πρόγραμμα υπό την ηγεσία της NASA με τους εταίρους της, την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία) και την CSA (Καναδική Διαστημική Υπηρεσία).