Astrophysiker auf der Erde sind keine Fremden zu WASP-39b, einem Exoplaneten, der einen Stern etwa 700 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist, obwohl sie ihn nie direkt gesehen haben. Jetzt hat das Webb-Weltraumteleskop neue Einblicke in diese ferne Welt gewährt: Seine Beobachtungen haben die Rezeptliste für die giftige Atmosphäre des Planeten enthüllt.
WASP-39b ist ein Gasriese mit der Masse von Saturn und der Größe von Jupiter, aber er umkreist seinen Stern in etwa der gleichen Entfernung wie Merkur von der Sonne, was den Exoplaneten sehr, sehr heiß macht. Der Exoplanet war 2011 entdeckt; Anfang dieses Jahres Webb-Teleskopbeobachtungen aufgedeckt Kohlendioxid lauert in seiner Atmosphäre.
Inzwischen wurden weitere Moleküle und chemische Verbindungen identifiziert, darunter Hinweise auf Wasser, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Natrium und Kalium. Die Ergebnisse werden derzeit zur Veröffentlichung überprüft und gegenwärtig verfügbar auf dem Preprint-Server arXiv.
„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, Hauptautor des Papiers, das die Anwesenheit von Schwefeldioxid in den Planeten erklärt Atmosphäre des Planeten, in a Veröffentlichung der Europäischen Weltraumorganisation. „Ich sehe dies als eine wirklich vielversprechende Perspektive, um unser Verständnis der Atmosphären von Exoplaneten voranzutreiben [this mission].“
Es ist keine leichte Aufgabe, die in der Atmosphäre einer fernen Welt schwebenden Chemikalien aufzuspüren. Der nächste bestätigte Exoplanet ist 24,9 Billionen Meilen entfernt. Dennoch gelang es Webb, solche unendlich kleinen Moleküle in WASP-39b zu entdecken.
Webb beobachtete den Planeten, indem er darauf wartete, dass er vor seinem Wirtsstern vorbeizog; Dabei beleuchtete das Licht des Sterns den Planeten von hinten. Webb nahm Infrarotwellenlängen dieses Lichts auf, und Wissenschaftler können anhand der von ihnen absorbierten Lichtwellenlängen ableiten, welche Chemikalien in der Atmosphäre vorhanden sind.
Die Fähigkeiten von Webb haben weitreichendere Auswirkungen auf das Verständnis der Vielfalt von Exoplaneten in unserer Galaxie mit Blick auf ihre potenzielle Bewohnbarkeit. Mit seiner extremen Hitze und gasförmigen Zusammensetzung ist WASP-39b sicherlich nicht für Lebewesen geeignet, die wir kennen – aber es zeigt die Art von Analyse auf molekularer Ebene, die Webb auf ferne Welten anwenden kann.
„Ich freue mich darauf, zu sehen, was wir in den Atmosphären kleiner, terrestrischer Planeten finden“, sagte Mercedes López-Morales, Astronomin am Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian und Co-Autor der jüngsten Arbeit in der ESA-Veröffentlichung.
Die Daten schlugen den Forschern vor dass die Chemikalien in der Atmosphäre des Planeten möglicherweise in Wolken aufgelöst und nicht gleichmäßig in seiner Atmosphäre verteilt werden. Und basierend auf der relativen Häufigkeit der Chemikalien in der Atmosphäre glauben die Forscher, dass WASP-39b im Laufe der Zeit aus einem Zusammenballen von Planetesimalen hervorgegangen ist.
Während wir nicht wissen, wohin Webb sein Infrarot richten wird schau weiter, wir wissen das, irgendwann mehr Exoplaneten werden auf der Agenda stehen. Webb hat bereits die Atmosphären von Gesteinsplaneten im TRAPPIST-1-System untersucht und könnte zu gegebener Zeit zum System zurückkehren. Sie können mit den neuesten Zielen von Webb Schritt halten hier.
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