Πώς το τηλεσκόπιο Webb θα μας δείξει πλανήτες όπως ποτέ άλλοτε

Όταν ο Τζέιμς Γουέμπ Το διαστημικό τηλεσκόπιο (JWST) ξεκινά τη λειτουργία του αυτό το καλοκαίρι, θα εκπαιδεύσει το μεγαλύτερο και πιο ισχυρό σύνολο κατόπτρων και οργάνων που εκτοξεύτηκαν ποτέ στο διάστημα σε μερικούς από τους πιο μακρινούς και συναρπαστικούς στόχους στον κόσμο: τα πρώτα αστέρια και γαλαξίες που σχηματίστηκαν στο σύμπαν μας, σίγουρα, αλλά επίσης εξωπλανήτες.

JWST δεν είναι και πολύ κυνηγός εξωπλανητών, αλλά με τον πρωτεύοντα καθρέφτη διαμέτρου 6,5 μέτρων και τα όργανα φασματοσκοπίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, είναι απόλυτα κατάλληλο να παρατηρεί αυτούς τους μακρινούς κόσμους πιο προσεκτικά από ποτέ. Πείτε μας από τι αποτελούνται και, ενδεχομένως, εάν υπάρχουν σημάδια ζωής στην ατμόσφαιρά τους.

Cornell αστροφυσικός Νικόλ Λούις λέει ότι σχεδιάζει να αφιερώσει λίγο από τον χρόνο παρατήρησής της στο JWST στην εξερεύνηση του “βαθιού πεδίου” WASP-17b. Είναι ένα “Καυτός Δίας«Εξωπλανήτης περίπου 1000 έτη φωτός από τη Γη. Το τηλεσκόπιο θα αφιερώσει «80 ώρες κοιτάζοντας έναν πλανήτη προς όλες τις κατευθύνσεις χρησιμοποιώντας ένα ευρύ φάσμα οργάνων, επιτρέποντάς μας να αρχίσουμε να κατανοούμε πώς μοιάζουν τα διάφορα μέρη του πλανήτη», είπε ο Lewis. ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ. Συνδυάζοντας μετρήσεις θερμοκρασίας, δομής νέφους και ατμοσφαιρικής χημείας, «θα είμαστε πραγματικά σε θέση να ζωγραφίσουμε μια τρισδιάστατη εικόνα του πώς μοιάζει αυτό το πολύ καυτό Jupiter WASP-17b», λέει.

Η σύλληψη ενός καλλιτέχνη για τους εξωπλανήτες «καυτό Δία» WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b και HD 209458β.Nasa

Και πώς θα μοιάζει ένας τέτοιος εξωπλανήτης; Παραδόξως, δεν θα μοιάζει με τίποτα απολύτως και τίποτα από αυτά που έχουμε ξαναδεί. Είναι λίγο περίπλοκο, αλλά τα αποτελέσματα μπορούν ακόμα να επαναπροσδιορίσουν την κατανόησή μας για τη θέση μας στο σύμπαν.

Πώς θα μοιάζουν οι εξωπλανήτες για το JWST;

«Πλήρης αποκάλυψη», λέει ο Lewis, «δεν πρόκειται να πάρουμε μερικές όμορφες φωτογραφίες εξωπλανητών. Το JWST είναι μεγάλο και ισχυρό και θα δει δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, αλλά η επίλυση ενός μακρινού εξωπλανήτη δίπλα στο αστέρι του ώστε να μοιάζει με εικόνα Hubble ή Voyager ενός πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα είναι ακόμα σε εξέλιξη. – πέρα ​​από τις δυνάμεις του.

READ  Ο θαλάσσιος πάγος εμπόδισε το οξυγόνο να φτάσει στον βαθύ ωκεανό κατά την τελευταία εποχή του πάγου

Θα δούμε εξωπλανήτες απευθείας, λέει ο Lewis, τους μεγαλύτερους ούτως ή άλλως, αλλά θα εμφανιστούν ως “απλώς ένα φωτεινό σημείο”.

Μην απογοητεύεστε. Αυτό το σημείο είναι μόνο η αρχή. Το JWST θα βοηθήσει στη δημιουργία μιας πιο περίπλοκης εικόνας των μακρινών εξωπλανητών με την πάροδο του χρόνου χαρτογραφώντας τους με περισσότερες λεπτομέρειες από ποτέ και εξετάζοντας παραμελημένα μήκη κύματος.

«Όταν κοιτάμε τους πλανήτες, τους σκεφτόμαστε όπως μοιάζουν οπτικά λόγω του φωτός που αντανακλάται από αυτούς», λέει ο Lewis. «Αλλά αν θέλετε πραγματικά να μάθετε τι τα κάνει να δονούνται, θέλετε να τα κοιτάξετε στο υπέρυθρο», σαν να θέλετε να μάθετε αν υπάρχουν οργανικές ενώσεις στην ατμόσφαιρά τους.

Το αξιοσέβαστο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει κάνει εκπληκτική αστρονομία, αλλά βλέπει κυρίως σε οπτικά μήκη κύματος, υπεριώδη ακτινοβολία και κοντά στο υπέρυθρο μήκη κύματος. Το αποσυρθέν πλέον διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer ήταν συντονισμένο στο υπέρυθρο, αλλά αποσύρθηκε το 2020, και παρόλο που ο Lewis επισημαίνει ότι διεξήγαγε μεγάλη αστρονομία εξωπλανητών, δεν σχεδιάστηκε ποτέ για μια τέτοια αποστολή.

Υπάρχουν επίσης επίγεια τηλεσκόπια που μπορούν να δουν στο υπέρυθρο, αλλά ορισμένα μήκη κύματος είναι απρόσιτα σε αυτά λόγω των επιδράσεων φιλτραρίσματος της ατμόσφαιρας της Γης. Συνολικά, αυτό σημαίνει ότι «Καταφέραμε να βρούμε χημικά αποτυπώματα στην ατμόσφαιρα» των εξωπλανητών, λέει ο Lewis, «Αλλά σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις αντιμετωπίζουμε την ατμόσφαιρα ως ομοιόμορφη, ομοιογενή, την αντιμετωπίζουμε ως ένα μονοδιάστατο αντικείμενο. βασικά».

Βασισμένο στο διάστημα και βελτιστοποιημένο για μια ευρεία ζώνη του υπέρυθρου φάσματος, το Webb θα παρέχει στους επιστήμονες δεδομένα που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι επιστήμονες για να δημιουργήσουν πραγματικά πολυδιάστατα μοντέλα εξωπλανητών. Να κατανοήσουν πώς είναι δομημένες οι ατμόσφαιρές τους και τι συνθέτει τη σύνθεσή τους.

READ  Νέος δεινόσαυρος ανακαλύφθηκε δεκαετίες μετά την ανακάλυψη των οστών

«Θα είμαστε σε θέση να δούμε τις υπογραφές πραγμάτων όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, όλα τα είδη διασκέδασης», είπε ο Lewis. «Μπορούμε να αρχίσουμε να απομακρυνόμαστε από αυτή τη μονοδιάστατη άποψη του πλανήτη και να αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε πώς μοιάζει σε δύο έως τρεις διαστάσεις».

Πώς θα μοιάζει το ηλιακό μας σύστημα για το JWST;

Ενώ η ικανότητα του Webb να μελετά τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα στο σύμπαν προσελκύει επάξια πολλή προσοχή και ενθουσιασμό, το διαστημικό τηλεσκόπιο θα αφιερώσει επίσης πολύ χρόνο κοιτάζοντας βαθιά σε αντικείμενα που βρίσκονται πιο κοντά στο σπίτι.

Η Heidi Hammel, μια διεπιστημονική επιστήμονας που ασχολείται με τον Webb από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, θα χρησιμοποιήσει τον χρόνο παρατήρησής της για να εξετάσει σχεδόν οτιδήποτε είναι ορατό στο ηλιακό μας σύστημα εκτός της τροχιάς της Σελήνης, από τον Άρη έως τους αστεροειδείς. κόσμους της Ζώνης Κάιπερ.

Μπορεί να είναι πολύ ενθουσιασμένη που βλέπει τον Ουρανό. Ο γιγάντιος, δακτυλιοειδής, γερμένος πλανήτης πάγου επισκέφτηκε μόνο μία φορά το Voyager 2 το 1986 και αποδεικνύεται ότι περιφέρεται ακριβώς στη σωστή απόσταση για ένα βέλτιστο οπτικό πεδίο για τον Webb. Θα έχουμε μερικές πραγματικά υπέροχες φωτογραφίες του Ουρανού με τον Webb, αν και φυσικά είναι υπέρυθρες.

Εξηγώντας πώς θα μοιάζει ο Ουρανός μέσω του Webb, αναφέρεται σε μια συλλογή εικόνων του γίγαντα αερίων που τραβήχτηκαν από το Hubble, το Παρατηρητήριο Keck και το Very Large European Telescope (VLT). Οι μπλε και ροζ κορυφές των νεφών είναι ορατές στις οπτικές και σχεδόν υπέρυθρες εικόνες που τραβήχτηκαν από τους Hubble και Keck, αλλά οι μεσαίες υπέρυθρες εικόνες που λαμβάνονται από το VLT φαίνονται ως κάπως θολά και αμβλύτερα μάτια του Sauron ή ως ένα κομμάτι άνθρακα. το πίσω μέρος ενός φούρνου.

Όψεις του Ουρανού σε διάφορα μήκη κύματος. Nasa

«Ο Webb θα έχει καλύτερη ποιότητα εικόνας», λέει ο Hammel. «Μπορούμε να σφίξουμε αυτές τις εικόνες και τότε δεν θα φαίνονται τόσο διάστικτες». “

READ  Η NASA θα έχει σύντομα ελικόπτερο στον Άρη

Ο Webb θα δώσει στον Hammel και σε άλλους πλανητικούς επιστήμονες μια καλύτερη κατανόηση του πώς αλληλεπιδρούν η ανώτερη και η κατώτερη ατμόσφαιρα του Ουρανού. Το φασματόμετρο του Webb θα τους επιτρέψει να χαρτογραφήσουν τη χημική σύνθεση του πλανήτη όπως ποτέ πριν.

«Από πού προέρχεται το μεθάνιο; Από πού προέρχεται το αιθάνιο; είπε ο Χάμελ. «Θα μπορέσουμε να ξεμπερδέψουμε αυτή τη χημεία ανάλογα με το υψόμετρο και να προσδιορίσουμε τους δεσμούς.

Γιατί είναι σημαντικό- Δεν είναι τυχαίο ότι οι επιστήμονες που εξετάζουν μακρινούς εξωπλανήτες και πλανήτες στις αυλές μας ενδιαφέρονται όλοι για τα φάσματα και τη χημική σύνθεση των στόχων τους. Παρατηρήσεις όπως αυτή δεν παρέχουν πάντα εκπληκτικές οπτικές εικόνες που μπορείτε να εφαρμόσετε σε μια αφίσα όπως μπορείτε με πολλές εικόνες Hubble, αλλά με την πάροδο του χρόνου μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να ζωγραφίσουν μια ευρύτερη και βαθύτερη εννοιολογική εικόνα του κόσμου. λειτουργία όλων των πλανητών και του ηλιακού συστήματα, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας.

Οι επιστήμονες ξοδεύουν πολύ χρόνο προσπαθώντας να απαντήσουν σε ερωτήσεις σχετικά με το πώς φτάσαμε εδώ, λέει ο Lewis.

Πώς σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα; Πώς η Γη έγινε ο μόνος κατοικήσιμος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα;

«Αλλά πάντα είχαμε μόνο ένα δείγμα οκτώ πραγμάτων για σύγκριση, σωστά;» Και τώρα θα έχουμε ένα δείγμα από 300 έως 400 πράγματα», λέει. «Μας επιτρέπει να δοκιμάσουμε τα μοντέλα φυσικής και χημείας μας για το τι κάνει τους πλανήτες να δονούνται».

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *