4 Minuten
Revoliucinis atradimas: JWST pirma karta tiesiogiai nufotografavo mažiausią egzoplanetą
Neseniai NASA Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) pasiekė išskirtinį laimėjimą egzoplanetų tyrimuose – pirmą kartą tiesiogiai užfiksavo mažiausią iki šiol žinomą svetimą pasaulį. Ši egzoplaneta, gavusi pavadinimą TWA-7b, sukasi aplink itin jauną žvaigždę, esančią maždaug už 111 šviesmečių nuo Žemės. Tai reikšmingas žingsnis siekiant giliau suprasti planetas už Saulės sistemos ribų.
Mokslinis kontekstas: naujas tiesioginio egzoplanetų vaizdavimo etalonas
Dauguma beveik 6000 patvirtintų egzoplanetų Paukščių Take iki šiol buvo aptiktos netiesioginiais metodais – stebint žvaigždės šviesos pritemimus, kai planeta ją uždengia, arba analizuojant žvaigždės svyravimus, kuriuos sukelia gravitacinis planetos poveikis. Tiesioginis egzoplanetų fiksavimas, kai stebimas pačios planetos šviesos šaltinis, yra daug sudėtingesnis, nes egzoplanetos yra blyškios ir arti savo žvaigždžių. Kol kas mokslininkai yra tiesiogiai užfiksavę tik apie 80 egzoplanetų, kurių dauguma yra didesnės nei Jupiteris.
TWA-7b žymi naują etapą. Ši šaltoji dujinė milžinė sudaro apie trečdalį Jupiterio masės (apie 100 Žemės masių) ir yra lengviausia tiesiogiai užfiksuota egzoplaneta žmonijos istorijoje. Planetos orbita apie savo raudonąją nykštukę TWA-7 yra net 52 kartus toliau nuo žvaigždės nei Žemė nuo Saulės – ši padėtis prilygsta mūsų Saulės sistemos Kuiperio juostai, esančiai už Plutono.
Stebėjimo proveržis: JWST MIRI instrumentas
Atradininkė astronomė Anne-Marie Lagrange su Paryžiaus observatorijos komanda pasinaudojo galingu JWST Mid-Infrared (MIRI) instrumentu. Ši pažangi technologija atvėrė galimybes tiesiogiai vaizduoti žymiai mažesnes nei Jupiteris planetas – svarbus žingsnis egzoplanetų tyrimuose.
Savo publikacijoje tyrėjai pabrėžia, jog TWA-7b išplečia tiesioginio stebėjimo ribas iki pasaulių, kurie yra bent dešimt kartų mažesni už iki šiol matytas egzoplanetas – potencialiai iki 25–30 Žemės masių tinkamomis sąlygomis. Šis atradimas laikomas didžiuliu technologiniu proveržiu, įtvirtinančiu JWST lyderystę mažesnių ir tolimesnių planetų paieškoje prie kitų žvaigždžių.
Planetų formavimosi paslaptys jaunose sistemose
TWA-7 – labai jauna žvaigždė, kuriai vos 6,4 milijono metų, o tai žvaigždžių amžiuje prilygsta mažam vaikui. Ji dar apsupta protoplanetiniu dulkių ir dujų disku, kuris maitino jos augimą – tai terpė, kurioje formuojasi planetos. Medžiaga diske susitelkia, kol iš jos susiformuoja pilnavertės planetos, kurios toliau veda disko žiedus, panašiai kaip piemenėliai mėnuliai reguliuoja Saturno žiedus.
JWST stebėjimai išsiskiria ypač detalia vaizdo raiška. Pirmą kartą mokslininkai galėjo ne tik aptikti planetą protoplanetiniame diske, bet ir pradėti tikrinti teorinius modelius, aiškinančius, kaip jaunos planetos sąveikauja su gimtąja medžiaga. TWA-7 yra ypatingo išsidėstymo – jos sukimosi ašis nukreipta į Žemę, todėl buvo matomas aiškus disko vaizdas su trim aiškiais žiedais. Sutelkęs stebėjimą į tarpus tarp šių žiedų, JWST aptiko silpną šaltinį 1,5 lankinės sekundės atstumu nuo TWA-7, kuris priskirtas šaltai, mažesnei už Jupiterį egzoplanetai TWA-7b. Pradiniai tyrimai rodo, kad jos masė artima Saturno masei.
Reikšmė egzoplanetų tyrimams ir ateities perspektyvos
Sėkmingas TWA-7b įamžinimas parodo neįkainojamą JWST indėlį į naujus planetų mokslo horizontus. Skirtingai nuo tradicinių netiesioginių aptikimo ar atmosferos tyrimų metodų, tiesioginis vaizdavimas leidžia gauti išsamesnės informacijos apie egzoplanetų atmosferą bei vidinę struktūrą.
Tyrėjų grupė TWA-7b laiko idealiu objektu detalesniems tyrimams modeliuojant jaunų planetų dinaminę sąveiką su protoplanetiniu disku. Kadangi TWA-7b yra pakankamai nutolusi nuo savo žvaigždės, ji tinkama tiesioginei spektrinei analizei. Būsimi stebėjimai gali atskleisti svarbiausių žinių apie jos atmosferos sudėtį, temperatūrą (įvertintą apie 320 Kelvinų) ir vidinę sandarą. Šiuos duomenis bus galima palyginti su mūsų Saulės sistemos milžinėmis, todėl atsivers naujos planetų evoliucijos ir įvairovės supratimo galimybės.
Kaip pažymi dr. Lagrange komanda, „JWST Mid-Infrared instrumentas atvėrė naują epochą mažesnių nei Jupiteris egzoplanetų stebėjimuose tiesioginiu vaizdavimu.” Tyrėjai įsitikinę, kad TWA-7b atradimas – tik pradžia, o JWST netrukus gali atskleisti dar mažesnius ir šaltesnius pasaulius, kurie anksčiau buvo nepasiekiami jokia turima technika.
Išvada
Jameso Webbo kosminio teleskopo TWA-7b tiesioginis vaizdavimas tapo svarbiu moksliniu įvykiu egzoplanetų tyrimuose. Užfiksavus mažiausią iki šiol žinomą egzoplanetą, išplėstos ne tik mūsų žinios apie planetų sistemas, bet ir atveriamos naujos galimybės tyrinėti jų kilmę ir įvairovę visoje galaktikoje. JWST sėkmė žymi naują atradimų erą, kuri žada išsamiau suprasti planetų formavimosi ir raidos procesus tiek mums artimose, tiek tolimose Visatos vietose.
Kommentare