Första exoplanetbilden från rymdteleskopet James Webb avslöjad

För första gången har astronomer som använder rymdteleskopet James Webb direkt fångat en bild av en exoplanet från rymden

Plats


1 september 2022

Exoplanet på stjärnor

Exoplaneten HIP 65426 b sett av instrumenten NIRCam och MIRI på rymdteleskopet James Webb

NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), ERS 1386-teamet, A. Pagan (STScI)

James Webb Space Telescope (JWST) har tagit sina första bilder av en främmande värld – och eftersom teleskopet presterar 10 gånger bättre än förväntat, kommer vi sannolikt att se många fler i framtiden.

Astronomer har tagit direktbilder av bara 20 exoplaneter, allt från jordbaserade teleskop. Men eftersom vår planets atmosfär blockerar stora delar av det infraröda området har det varit svårt att upptäcka egenskaper hos dessa planeter i någon större detalj.

“Att vara här på jorden sätter verkligen ett känslighetsgolv för vad vi kan upptäcka, och till denna dag är planeten med lägsta massa vi har kunnat upptäcka ungefär två Jupitermassor,” säger Sasha Hinkley vid University of Exeter, Storbritannien.

Nu har Hinkley och hans kollegor använt JWST för att direkt avbilda en så kallad super-Jupiter-exoplanet, HIP 65426 b, som ligger runt sju Jupitermassor och kretsar runt en stjärna cirka 400 ljusår från jorden. Teamet fångade det i en rad infraröda våglängder och med en precision som tidigare varit omöjlig.

“Vad vi vet från dessa observationer är att JWST kommer att krossa det där känslighetsgolvet”, säger Hinkley. Framtida observationer bör kunna gå långt under Jupiters massa, säger han. “Det kommer att tillåta oss att komma ner till planeter som är analoger till isjättar i vårt eget solsystem. Det här kan vara saker som Saturnus, eller möjligen till och med Neptunes om vi har tur.”

HIP 65426 b är relativt ung och het, vilket betyder att den är lättare att avbilda. Den hade tidigare observerats av markbaserade teleskop, varför forskarna använde den för att testa JWST:s exoplanetavbildningsförmåga. De fann att JWST presterade 10 gånger bättre än förväntat och var mycket känsligare än några tidigare teleskop.

“Vi får bara utsökt känslighet med JWST, så vi kan se riktigt svaga föremål, speciellt om de är lite längre från stjärnan”, säger teammedlem Beth Biller vid University of Edinburgh, Storbritannien.

Det var också särskilt exakt när man mätte förändringar i ljusstyrka för exoplaneten. “Variation av ljusstyrka betyder verkligen något som moln, det betyder väder, på dessa exoplaneter, så detta betyder förmodligen att JWST kommer att vara tillräckligt känsligt för att söka efter saker som moln,” säger Hinkley.

Teamet fångade planeten i en rad olika infraröda våglängder, från det nära-infraröda som hade använts i tidigare bilder till medelinfraröda våglängder som aldrig tidigare använts. “Genom att observera dessa planeter över ett så brett spektrum av våglängder har vi bara mer information”, säger Hinkley. “Vi har mer information om den kemiska sammansättningen av deras atmosfärer och deras kemiska anrikning. Detta är verkligen viktigt eftersom att förstå vad dessa planeter är gjorda av och deras kemiska beståndsdelar kan säga oss något om deras bildningsprocess.”

Att avbilda HIP 65426 b är knepigt eftersom den kretsar så nära sin värdstjärna, vilket skapar en hög kontrast i ljusstyrkan. Hinkley och hans team använde en koronagraf för att blockera stjärnans ljus, så att de kunde se bilden över en rad våglängder. Planeten ser lite olika ut beroende på vilket av JWST:s två infraröda instrument, NIRCam och MIRI, som användes, på grund av hur dessa enheter bearbetar bilderna, säger Biller – du kan se några av dessa olika bilder på bilden ovan.

Eftersom JWST är så efterfrågat att observera många olika astronomiska objekt, är det faktiskt inte den optimala exoplanetavbildningsenheten, säger Michael Merrifield vid University of Nottingham, Storbritannien. “Men det är ett så stort steg framåt för allt att jag faktiskt tror att det förmodligen kommer att ta oss in i regimer som vi aldrig har varit i förut.”

Som sagt, det finns gränser. Exoplaneter är så långt borta från jorden och så svåra objekt att avbilda att JWST inte kan ta högupplösta bilder som ser ut som planeter i vårt eget solsystem. Hinkley hoppas dock att lärdomar från JWST så småningom kommer att leda till ett teleskop som kan skymta en planet i storleken jorden runt en annan stjärna.

“I slutändan vill vi få den bilden av en exo-jord en dag och dessa observationer är verkligen början på att lära sig hur man gör koronografi i rymden”, säger han.

Referens: arxiv.org/abs/2208.14990

Anmäl dig till vårt kostnadsfria Launchpad-nyhetsbrev för en resa genom galaxen och bortom, varje fredag

Mer om dessa ämnen:

Leave a Comment

Your email address will not be published.