Das leistungsstärkste Weltraumteleskop der NASA hat das molekulare und chemische Profil der Atmosphäre eines Exoplaneten identifiziert und damit seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, die Geheimnisse des Kosmos zu enthüllen.
Das James-Webb-Teleskop versetzt Weltraumbeobachter seit seinem Start Anfang dieses Jahres in Erstaunen, da seine leistungsstarken Infrarotfunktionen Wissenschaftlern ein Fenster in den tiefen Weltraum eröffnen, das zuvor nicht sichtbar war.
Eine der Fähigkeiten, die seine Infrarotsensoren bieten, besteht darin, die „chemischen Fingerabdrücke“ ferner Welten aufzudecken.
Und zum ersten Mal gab die NASA bekannt, dass sie einen vollständigen Messwert der Atome, Moleküle, Anzeichen aktiver Chemie und sogar Wolken auf einem saturngroßen Planeten aufgedeckt hat, der einen 700 Lichtjahre entfernten Stern umkreist.
Die Wissenschaftler hinter der Entdeckung sagen, dass diese Ergebnisse ein gutes Zeichen für zukünftige Untersuchungen der Atmosphären von Planeten sind, die andere Sterne umkreisen, einschließlich felsiger Planeten, die Kandidaten für die Aufnahme von Leben sein könnten.
James Webb und andere Weltraumteleskope haben zuvor isolierte Bestandteile der Atmosphäre dieses brodelnden Planeten entdeckt.
Aber seine neuesten Messwerte gehen viel tiefer ins Detail und geben sogar eine Vorstellung davon, wie die Wolken rund um den Planeten aussehen könnten. Es wird angenommen, dass sie aufgebrochen werden könnten, anstatt eine einzige, einheitliche Decke über dem Planeten zu bilden.
“Heißer Saturn”
Der Planet, bekannt als WASP-39 b, wurde als „heißer Saturn“ bezeichnet, da er eine ähnliche Größe wie unser Nachbar im Sonnensystem hat, sich aber in einer Umlaufbahn näher an seinem Stern befindet, enger als die des Merkur an unserer Sonne.
Webb verfolgte WASP-39 b, als es vor seinem Stern vorbeiflog und einen Teil des Lichts des Sterns durch die Atmosphäre des Planeten filterte.
Verschiedene Arten von Chemikalien in der Atmosphäre absorbieren verschiedene Farben des Sternenlichtspektrums, sodass die fehlenden Farben den Astronomen sagen, welche Moleküle vorhanden sind.
„Wir haben den Exoplaneten mit mehreren Instrumenten beobachtet, die zusammen einen breiten Streifen des Infrarotspektrums und eine Palette chemischer Fingerabdrücke liefern, die bis dahin unzugänglich waren [this mission]“, sagte Natalie Batalha, Astronomin an der University of California, Santa Cruz, die zu der neuen Forschung beigetragen und bei der Koordinierung geholfen hat.
“Daten wie diese sind ein Game-Changer”.
Zu den Ergebnissen gehört der erste Nachweis von Schwefeldioxid (SO2) in der Atmosphäre eines Exoplaneten, einem Molekül, das durch chemische Reaktionen entsteht, die durch hochenergetisches Licht des Muttersterns des Planeten ausgelöst werden.
Auf der Erde entsteht unsere Ozonschicht in der oberen Atmosphäre auf ähnliche Weise.
„Dies ist das erste Mal, dass wir konkrete Beweise für Photochemie – chemische Reaktionen, die durch energiereiches Sternlicht ausgelöst werden – auf Exoplaneten sehen“, sagte Shang-Min Tsai, ein Forscher an der Universität Oxford.
“Ich sehe dies als eine wirklich vielversprechende Perspektive, um unser Verständnis der Atmosphäre von Exoplaneten voranzutreiben.”
Dies führte dazu, dass Wissenschaftler die Modellierung von photochemischen Daten verbesserten, was ihrer Meinung nach dazu beitragen wird, das technologische Know-how aufzubauen, um potenzielle Anzeichen von Bewohnbarkeit auf Exoplaneten in der Zukunft zu interpretieren.
„Planeten werden geformt und transformiert, indem sie im Strahlungsbad des Wirtssterns umkreisen“, sagte Batalha. “Auf der Erde lassen diese Transformationen das Leben gedeihen”.
Die Entdeckungen werden in einer Reihe von fünf neuen wissenschaftlichen Arbeiten detailliert beschrieben, von denen drei veröffentlicht und zwei von Experten begutachtet werden.