מדע אקסופלנט: ג'יימס ווב פותח בעידן חדש  

הגילוי הראשון של פחמן דו חמצני באטמוספירה של א כוכב לכת מחוץ למערכת השמש, התמונה הראשונה של א כוכב לכת by JWST, התמונה הראשונה של an כוכב לכת צולם אי פעם באורך גל אינפרא אדום עמוק, הזיהוי הראשון של ענני סיליקט באטמוספירה של בן לוויה במסה פלנטרית... טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) פותח עידן חדש בחקר כוכבי לכת חיצוניים. 

לימודי כוכבי לכת (כלומר, כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש) במערכות הכוכבים של כוכבים בגלקסיות (כולל אצלנו הגלקסיה הביתית מילקי דרך) החזק את המפתח לחיפוש אחר דמוי אדמה ראויה למגורים כוכבי לכת עם סביבה ותנאים המתאימים לתמוך בחיים. כוכבי לכת הם המוקדים בחיפוש אחר חתימות של חיים מחוץ לכדור הארץ. כמה עשורים של חשיבה בעקבות הפרדוקס של פרמי (1950) והמשוואה של דרייק (1961), כוכב לכת נראה שהמדע תופס מקום עכשיו. מעל 5000 כוכבי לכת כולל בגלקסיות מחוץ לבית שלנו גלקסיה, כבר זוהו והרשימה הולכת וגדלה.  

JWST, שהפך לאחרונה לפעולה כמצפה אינפרא אדום מבוסס מרווח שהוזמן במרחק של מיליון מייל מכדור הארץ, מתגבר בגדול על מגבלות מדידה פוטומטריות של טלסקופים אופטיים ונראה שהוא פותח עידן חדש במחקר של כוכבי לכת ובהמשך לקראת החיפוש אחר ראוי למגורים כוכבי לכת ב גלקסיה ביתית ומעבר.  

התפתחות אחת כזו דווחה ב-preprint ב-24^th אוגוסט 2022 הוא הגילוי הסופי הראשון של פחמן דו חמצני (CO₂) באווירה של an כוכב לכת. WASP-39b היא ענקית גז חם. מחקרים קודמים באמצעות טלסקופים אופטיים הצביעו על נוכחות של CO₂ אבל תצפיות ספקטרוסקופיה שידור שהתקבלו עם JWST נוכחות מאושרת של CO₂ באווירה של זה כוכב לכת¹. בגלל זה כוכב לכת הוא ענק גז חם, נוכחות של CO₂ מצביע על היווצרות אטמוספירה ראשונית על ידי העשרת מתכות כלומר, שיעור היסודות הכבדים יותר ממימן והליום גדל. בנוסף ל-CO₂, האווירה של זה כוכב לכת צריכים להיות גם מים, CO ו-H₂S. נוכחות CO₂ באווירה משנית של ארצי כוכב לכת הוא גם משמעותי אם כי זה לא המקרה עם WASP-39b.  

הגילוי הסופי הראשון של CO₂ בעקבותיו הגיע הדו"ח במהירות (ב-31^st אוגוסט 2022) של התמונות הראשונות של an כוכב לכת צולם על ידי JWST, והתמונה הראשונה של an כוכב לכת שצולמו אי פעם באורך גל אינפרא אדום עמוק מעבר ל-5 מיקרומטר. זה נעשה באמצעות תצפיות קורונוגרפיות של כוכב לכת, HIP 65426 b, באמצעות JWSTהמצלמה הקרובה לאינפרא אדום (NIRCam) ומכשיר האינפרא אדום האמצעי (MIRI). התמונות של כוכב לכת HIP 65426 b חדים למדי מה שמאשר את זה JWST יכול לצלם ישירות כוכבי לכת אקזו בפירוט רב יותר להבנה משופרת של המערכות הפלנטריות הרחוקות².  

התפתחות נוספת שדווחה ב-1^st ספטמבר 2022 הוא ספקטרום הנאמנות הגבוה ביותר עד כה של א כוכביאובייקט מסה, VHS 1256 b אשר נצפה עם של JWST מצבי NIRSpec IFU ו-MIRI MRS. מים, מתאן, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, נתרן ואשלגן נצפו בספקטרום. יתרה מכך, צוות המחקר זיהה ישירות ענני סיליקט באטמוספירה של VHS 1256 b, שהוא הזיהוי הראשון מסוג זה עבור כוכבי-בן לוויה המוני³. 

הכלים בהם נעשה שימוש במחקרים אלו, באדיבות JWST, דלת פתוחה לתגליות חדשות על כוכבי לכת חיצוניים בבית גלקסיה ומעבר.

*** 

הפניות:  

1. קהילת JWST Transiting Exoplanet שחרור מוקדם מדע קְבוּצָה ואח' 2022. זיהוי של פחמן דו חמצני באטמוספירה של אקסופלנט. הוגש ב-24 באוגוסט 2022. הדפסה מוקדמת ב-arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  

2. קרטר, אל ואח'. 2022. התוכנית המדעית לשחרור מוקדם של JWST לתצפיות ישירות של מערכות אקסופלנטריות I: הדמיית ניגודיות גבוהה של ה-Exoplanet HIP 65426 b מ-2-16 מיקרומטר. הדפסה מוקדמת ב-arXiv. הוגש ב-31 באוגוסט 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2208.14990  

3. מיילס, BE et al. 2022. התוכנית המדעית לשחרור מוקדם של JWST לתצפיות ישירות על מערכות חוץ-פלנטריות II: ספקטרום של 1 עד 20 מיקרון של ה-Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 ב. הדפסה מוקדמת ב- axRiv. הוגש ב-1 בספטמבר 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2209.00620  

***