Las nuevas imágenes del JWST están tan cerca como hemos llegado a ver el cielo de un mundo alienígena fuera del sistema solar.
Las imágenes directas de un exoplaneta gigante de gas que orbitan una estrella llamada YSES-1 han revelado nubes de arena fina que se desplaza en su atmósfera. Además, las observaciones similares de un mundo vecino sugieren que está rodeado por un disco grande y giratorio rico en Olivine, un mineral que puede formar la piedra preciosa peridoto aquí en la tierra.
“Todo es emocionante sobre estos dos resultados”, dijo a Sciencealert, astrofísico y autor principal Kielan Hoch del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial.
“Las observaciones fueron novedosas ya que pudimos observar ‘dos por el precio de uno’ con JWST NIRSPEC, y descubriendo dos características planetarias principales en cada objeto”.
Los planetas fuera de nuestro sistema solar son bestias esquivas. Son extremadamente difíciles de ver directamente; Están muy lejos, y pequeños y tenues, oscurecidos por la luz ardiente de las estrellas que orbitan.
Del casi 6,000 confirmado hasta la fecha, el vasto, vasto La mayoría solo se ha detectado y medido indirectamente, es decir, en base a los cambios que su presencia evoca a la luz de sus estrellas anfitrionas. Solo alrededor de 80 exoplanetas han sido vistos directamente.
Hay muchas cosas que puedes contar sobre un planeta por la forma en que tira de sus alrededores o eclipsa su estrella. Pero las observaciones directas de la luz que emite pueden revelar mucho más. Aun así, se necesita un poderoso instrumento para extraer una señal de la tenue luz de los exoplanetas más cercanos.
El Sistema YSES-1 está a solo 306 años luz de distancia y contiene dos planetas conocidos; YSES-1B, que está más cerca de la estrella a una distancia de 160 unidades astronómicas, e YSES-1c, a 320 unidades astronómicas. YSES-1C es alrededor de seis veces la masa de Júpiter, mientras que YSES-1B es el más grande de los dos alrededor de 14 veces la masa de Júpiter, poniéndola bien en el límite de masa entre planetas y enanos marrones.
Observaciones directas previas de este sistema sugirieron que el mundo puede tener propiedades atmosféricas interesantes, pero los instrumentos involucrados carecían del poder para detectarlas.
Cue Jwst.
“Con el instrumento NIRSPEC en JWST podemos obtener imágenes de los planetas a miles de longitudes de onda a la vez. Las imágenes pueden reducirse para producir espectros, que es la luz térmica que proviene del planeta”, explicó Hoch.
“A medida que la luz pasa a través de la atmósfera del Exoplanet, parte de la luz será absorbida por las moléculas y causará inmersiones en el brillo del planeta. ¡Así es como podemos decir de qué están hechas las atmósferas!”
¿Los resultados? El conjunto de datos espectral más detallado de un sistema de planeta múltiple compilado hasta la fecha.
Los investigadores descubrieron que ambos exoplanetas mostraron evidencia de agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano en sus atmósferas, todos los cuales son componentes atmosféricos relativamente comunes. Es donde divergen que las cosas comienzan a ser interesantes.
“Para YSES-1C, vemos muchas características moleculares del agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono, y metano. A longitudes de onda más largas, vemos la absorción causada por partículas de silicato, que tiene una forma espectral diferente”, dijo Hoch.
“Utilizamos datos de laboratorio de diferentes partículas y estructuras para modelar que los silicatos se ajustan mejor a los datos y determinan otras propiedades de esas partículas. Nuestros modelos muestran que puede haber pequeñas partículas de silicato en la atmósfera que pueden contener pequeñas cantidades de hierro que llueven de las nubes. Sin embargo, nuestros modelos también muestran que una mezcla de solo silicatos también puede adaptarse a los datos”.
No se observó tal característica de espectros para YSES-1B, pero surgió algo más: la firma de pequeños granos de olivina en un disco alrededor del exoplanet.
Olivine es un mineral que se forma en condiciones volcánicas aquí en la Tierra; Ejemplos de calidad de piedras preciosas particularmente finos forman Peridot. La olivina también se encuentra en los meteoritos, por lo que parece que el mineral puede formarse fácilmente en situaciones de roca fundida.
Sin embargo, no debe verse en forma de polvo alrededor de YSES-1B. El asentamiento del polvo es un proceso eficiente que se espera que tome un máximo de aproximadamente 5 millones de años, explicó Hoch. Se estima que el sistema YSES-1 tiene alrededor de 16.7 millones de años. Es posible que el polvo rico en olivina sea escombros de una colisión entre objetos que orbitan cerca de YSES-1B, lo que significa que las observaciones llegaron en un momento muy afortunado en el tiempo cósmico.
https://www.youtube.com/watch?v=0try8qkwxai FrameBorDer = “0 ″ PERTER =” Acelerómetro; Autoplay; portapapeles-escritura; Media encriptada; giroscopio; imagen en imagen; Web-SHARE “referRerPolicy =” Strict-Origin-when-Cross-Origin “PermishFullScreen>Ambos conjuntos de resultados son espectaculares.
“Esperamos detectar nubes en la atmósfera de YSES-1C, ya que su tipo espectral se teoriza para tener una atmósfera nublada. Pero, cuando vimos la característica, era muy diferente de otras características de silicato vistas en enanos marrones”, dijo Hoch.
“No esperábamos ver evidencia de un disco alrededor del planeta interno YSES-1B. Eso fue ciertamente una sorpresa”.
Todas las mejores observaciones astrofísicas plantean al menos tantas preguntas como responden. YSES-1 no es una excepción. El disco alrededor de YSES-1B es uno grande. Tampoco sabemos lo suficiente sobre las atmósferas exoplanetarias, o cuánto tiempo tardan estos objetos en formarse. El trabajo continuo para estudiar directamente las atmósferas de otras exoplanetas ayudará a llenar algunos de estos vacíos en nuestro conocimiento.
“También estoy entusiasmado con el resultado, ya que esta investigación fue dirigida por los primeros científicos de carrera. Era un estudiante de posgrado cuando propuse usar JWST para obtener imágenes de este sistema planetario, y JWST aún no había lanzado y no estaba diseñado para buscar exoplanetas”, dijo Hoch.
“Los primeros cinco autores del manuscrito van desde el estudiante graduado de primer año hasta el compañero postdoctoral. Creo que esto resalta la necesidad de apoyar a los científicos de la carrera temprana, y ese es el resultado más emocionante para mí”.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.