James-Webb-Teleskop: Neue Daten zu WASP-39b verändern die Spielregeln, sagen Wissenschaftler

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Das James-Webb-Weltraumteleskop hat ein detailliertes molekulares und chemisches Porträt des Himmels eines fernen Planeten aufgenommen, was eine weitere Premiere für die Exoplaneten-Wissenschaftsgemeinschaft darstellt.

WASP-39b, auch bekannt als Bocaprins, umkreist einen etwa 700 Lichtjahre entfernten Stern. Es ist ein Exoplanet – ein Planet außerhalb unseres Sonnensystems – so massereich wie Saturn, aber viel näher an seinem Mutterstern, der laut NASA eine geschätzte Temperatur von 1.600 Grad Fahrenheit (871 Grad Celsius) erzeugt, die von seinen Gasen abgegeben wird. Dieser „heiße Saturn“ war einer der ersten Exoplaneten, die das Webb-Teleskop erforschte, als es seinen regulären wissenschaftlichen Betrieb aufnahm.

Die neuen Messwerte liefern eine vollständige Aufschlüsselung der Atmosphäre von Bocaprins, einschließlich Atomen, Molekülen, Wolkenformationen (die eher zerbrochen erscheinen als eine einzelne, einheitliche Decke, wie Wissenschaftler zuvor erwartet hatten) und sogar Anzeichen von Photochemie, die durch den Wirtsstern verursacht werden.

„Wir haben den Exoplaneten mit mehreren Instrumenten beobachtet, die zusammen einen breiten Bereich des Infrarotspektrums und eine Reihe chemischer Signaturen liefern, die (dieser Mission) nicht zur Verfügung stehen“, sagte Natalie Batala, Astronomin an der University of California, Santa Cruz, die dazu beigetragen hat und half, die neue Studie zu koordinieren. , in einer NASA-Veröffentlichung. “Daten wie diese sind ein Game Changer.”

Die neuen Daten lieferten das erste Anzeichen in der Atmosphäre eines Exoplaneten von Schwefeldioxid, einem Molekül, das durch chemische Reaktionen entsteht, die vom Wirtsstern des Planeten und seinem hochenergetischen Licht ausgelöst werden. Auf der Erde entsteht die schützende Ozonschicht der Atmosphäre in ähnlicher Weise durch Hitze und Sonnenlicht in einer photochemischen Reaktion.

Die Nähe von Beaucaprins zu seinem Wirtsstern macht es zu einem idealen Objekt für die Untersuchung solcher Stern-Planeten-Beziehungen. Der Planet ist seinem Stern achtmal näher als Merkur unserer Sonne.

„Dies ist das erste Mal, dass wir konkrete Beweise für Photochemie – chemische Reaktionen, die durch energiereiches Sternenlicht ausgelöst werden – auf Exoplaneten gesehen haben“, sagte Shang-Min Tsai, ein Forscher an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich, in einer Pressemitteilung der NASA . „Ich sehe dies als eine wirklich vielversprechende Perspektive, um unser Verständnis der Atmosphären von Exoplaneten voranzutreiben.“

Andere Verbindungen, die in der Atmosphäre von Bokaprin gefunden wurden, umfassen Natrium, Kalium und Wasserdampf, was frühere Beobachtungen bestätigt, die von anderen weltraum- und bodengestützten Teleskopen, einschließlich des Hubble-Weltraumteleskops, gemacht wurden.

Eine so vollständige Liste chemischer Bestandteile in der Atmosphäre eines Exoplaneten gibt Aufschluss darüber, wie dieser Planet – und vielleicht auch andere – entstanden sind. Das vielfältige chemische Inventar von Bokaprins deutet darauf hin, dass mehrere kleinere Körper, sogenannte Planetesimale, verschmolzen sind, um einen möglichen Goliath eines Planeten zu schaffen, der in seiner Größe dem zweitgrößten Planeten in unserem Sonnensystem ähnelt.

„Dies ist nur der erste von vielen Exoplaneten, die von JWST im Detail untersucht werden. … Wir erhalten bereits sehr aufregende Ergebnisse“, sagte Nestor Espinosa, ein Astronom am Space Telescope Science Institute, gegenüber CNN. “Das ist erst der Anfang.”

Die Ergebnisse sind günstig, um auf die Fähigkeit von Webbs Instrumenten hinzuweisen, Exoplanetenstudien durchzuführen. Durch die Enthüllung einer detaillierten Beschreibung der Atmosphäre eines Exoplaneten hat das Teleskop die Erwartungen der Wissenschaftler übertroffen und verspricht laut NASA eine neue Phase in der Erforschung der großen Vielfalt von Exoplaneten in der Galaxie.

„Wir werden in der Lage sein, das Gesamtbild der Atmosphären von Exoplaneten zu sehen“, sagte Laura Flagg, Forscherin an der Cornell University und Mitglied des internationalen Teams, das Daten von Webb analysierte, in einer Erklärung. „Es ist unglaublich aufregend zu wissen, dass alles neu geschrieben wird. Das ist einer der besten Aspekte des Wissenschaftlerdaseins.“

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