Το James Webb εντόπισε διοξείδιο του άνθρακα σε ατμόσφαιρα εξωπλανήτη

Σχεδόν ενάμιση μήνα μετά τη δημοσιοποίηση των πρώτων φωτογραφιών του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, μια ακόμη ανακάλυψή του εντυπωσιάζει την επιστημονική κοινότητα. Πρόκειται για τον εντοπισμό διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη WASP-39b, ενός αέριου γίγαντα σε απόσταση 700 ετών φωτός από τη Γη.

Ο εξωπλανήτης WASP-39b είναι ένας θερμός αέριος γίγαντας, με μάζα ίση με αυτή του Κρόνου, διάμετρο 1,3 φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο του Δία και θερμοκρασία ιδιαίτερα υψηλή, γύρω στους 900°C. Σε αντίθεση με τους αέριους γίγαντες πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, οι οποίοι είναι απομακρυσμένοι από τον Ήλιο, ο WASP-39b περιφέρεται πολύ κοντά στο μητρικό του άστρο, ολοκληρώνοντας μια πλήρη περιφορά γύρω από αυτό σε μόλις τέσσερις γήινες μέρες.

Ο WASP-39b ανακαλύφθηκε το 2011 με τη μέθοδο των διαβάσεων. Η ανακάλυψή του με χρήση της μεθόδου αυτής ήταν εφικτή καθώς από τη Γη βλέπουμε το ηλιακό σύστημα στο οποίο ανήκει ο WASP-39b από το πλάι. Έτσι, όταν ο εξωπλανήτης περνάει μπροστά από το μητρικό του άστρο, το φως του άστρου μειώνεται κατά ένα μικρό ποσοστό. Αυτή η μείωση ανιχνεύεται από κατάλληλα όργανα στη Γη και έτσι προσδιορίζονται διάφορα χαρακτηριστικά του, όπως το μέγεθός του, η περίοδος περιφοράς του και η απόστασή του από το μητρικό του άστρο.

Ένα μέρος του φωτός του άστρου, βέβαια, ανιχνεύεται αφότου έχει διέλθει μέσα από την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη. Η ατμόσφαιρα απορροφά φως ορισμένων συχνοτήτων, που εξαρτώνται από τη χημική της σύσταση. Στην περίπτωση του WASP-39b, το James Webb συνέλεξε φως που είχε διέλθει μέσα από την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη και παρουσίαζε έντονη απορρόφηση σε μια συγκεκριμένη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Η απορρόφηση σε αυτή την περιοχή αποτελεί χαρακτηριστικό της γνωστής χημικής ουσίας του διοξειδίου του άνθρακα (CO2).

Προηγούμενες παρατηρήσεις του εξωπλανήτη, με χρήση των διαστημικών τηλεσκοπίων Hubble και Spitzer, είχαν αποκαλύψει την παρουσία νερού, νατρίου και καλίου στην ατμόσφαιρα του WASP-39b. Με τη βοήθεια του James Webb, τώρα υπάρχουν αδιάσειστα στοιχεία ότι η ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη περιέχει επιπλέον και διοξείδιο του άνθρακα. Είναι, μάλιστα, η πρώτη φορά που η συγκεκριμένη χημική ένωση εντοπίζεται σε πλανήτη εκτός του ηλιακού μας συστήματος.

Η κατανόηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας ενός εξωπλανήτη είναι ιδιαίτερα σημαντική, επειδή έτσι αποκαλύπτονται στοιχεία για την προέλευση καθώς και την εξέλιξή του. “Τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα είναι ευαίσθητοι ιχνηλάτες της ιστορίας του σχηματισμού ενός πλανήτη”, αναφέρει ο Mike Line, αστρονόμος στο πανεπιστήμιο της Αριζόνα και μέλος της ερευνητικής ομάδας που ανέλυσε τα δεδομένα του James Webb. “Μελετώντας τα δεδομένα για το διοξείδιο του άνθρακα στον WASP-39b, μας δίνεται η δυνατότητα να συμπεράνουμε πόσα στερεά και πόσα αέρια υλικά χρησιμοποιήθηκαν κατά τον σχηματισμό του εξωπλανήτη. Μέσα στην επόμενη δεκαετία, το James Webb θα μελετήσει με αντίστοιχο τρόπο και άλλους εξωπλανήτες, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο δημιουργίας τους και επιτρέποντάς μας να κατανοήσουμε κατά πόσο το ηλιακό μας σύστημα είναι ξεχωριστό ή όχι στο σύμπαν”.

Η μελέτη του φωτός που διήλθε από τον WASP-39b πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια ενός προγράμματος που περιλαμβάνει παρατηρήσεις του εξωπλανήτη με χρήση πολλών οργάνων του διαστημικού τηλεσκοπίου, καθώς και παρατηρήσεις δύο ακόμα εξωπλανητών.

ΛΕΖΑΝΤΑ: Καλλιτεχνική απεικόνιση του εξωπλανήτη WASP-39b και του μητρικού του άστρου. Εικόνα: NASA/ESA/CSA