Telescopul spațial James Webb al NASA surprinde prima dovadă a prezenței dioxidului de carbon pe o exoplanetă

Telescopul spațial James Webb al NASA a surprins prima dovadă clară a prezenței dioxidului de carbon în atmosfera unei exoplanete, o planetă din afara sistemului nostru solar, relatează CNN.

Exoplaneta, WASP-39b, este un gigant gazos fierbinte care orbitează în jurul unei stele asemănătoare Soarelui, aflată la 700 de ani-lumină de Pământ, și face parte dintr-o investigație mai amplă a lui Webb, care include alte două planete în tranzit, potrivit NASA. Înțelegerea compoziției atmosferice a planetelor precum WASP-39b este esențială pentru a le cunoaște originile și modul în care au evoluat, a precizat agenția într-un comunicat de presă.

Această ilustrație arată cum ar putea arăta exoplaneta WASP-39 b, pe baza înțelegerii actuale a planetei.

„Moleculele de dioxid de carbon sunt urmăritori sensibili ai poveștii formării planetelor”, a declarat Mike Line, profesor asociat în cadrul Școlii de Explorare a Pământului și a Spațiului de la Universitatea de Stat din Arizona, în comunicatul de presă. Line este membru al echipei JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science, care a realizat investigația.

Echipa a realizat observația dioxidului de carbon folosind spectrograful în infraroșu apropiat al telescopului – unul dintre cele patru instrumente științifice ale lui Webb – pentru a observa atmosfera lui WASP-39b. Cercetarea lor face parte din Early Release Science Program, o inițiativă menită să furnizeze date de la telescop comunității de cercetare a exoplanetelor cât mai curând posibil, ghidând astfel continuarea studiilor și descoperirilor științifice.

Această ultimă descoperire a fost acceptată pentru publicare în revista Nature.

„Măsurând această caracteristică a dioxidului de carbon, putem determina cât de mult material solid față de cât de mult material gazos a fost folosit pentru a forma această planetă gigantică gazoasă”, a adăugat Line. „În deceniul următor, JWST va face această măsurătoare pentru o varietate de planete, oferind o perspectivă asupra detaliilor legate de modul în care se formează planetele și asupra unicității propriului nostru sistem solar.”

O nouă eră în cercetarea exoplanetelor

Telescopul Webb, extrem de sensibil, a fost lansat în ziua de Crăciun a anului 2021 spre orbita sa actuală, la 1,5 milioane de kilometri (aproape 932.000 de mile) de Pământ. Prin observarea universului cu lungimi de undă mai mari de lumină decât cele folosite de alte telescoape spațiale, Webb poate studia mai îndeaproape începutul timpului, poate vâna formațiuni neobservate printre primele galaxii și poate privi în interiorul norilor de praf în care se formează în prezent stele și sisteme planetare.

În spectrul capturat al atmosferei planetei, cercetătorii au văzut o mică colină între 4,1 și 4,6 microni – un „semnal clar al dioxidului de carbon”, a declarat în comunicat Natalie Batalha, liderul echipei, profesor de astronomie și astrofizică la Universitatea California din Santa Cruz. (Un micron este o unitate de lungime egală cu o milionime de metru).

„În funcție de compoziția, grosimea și nebulozitatea atmosferei, aceasta absoarbe unele culori de lumină mai mult decât altele – ceea ce face ca planeta să pară mai mare”, a declarat Munazza Alam, membru al echipei, cercetător postdoctoral în cadrul Laboratorului Pământ și Planete de la Carnegie Institution for Science. „Putem analiza aceste diferențe minuscule în mărimea planetei pentru a dezvălui compoziția chimică a atmosferei”.

Accesul la această parte a spectrului luminos – pe care telescopul Webb îl face posibil – este crucial pentru măsurarea abundenței unor gaze precum metanul și apa, precum și a dioxidului de carbon, despre care se crede că există în multe exoplanete, potrivit NASA. Deoarece fiecare gaz în parte absoarbe diferite combinații de culori, cercetătorii pot examina „mici diferențe de luminozitate a luminii transmise pe un spectru de lungimi de undă pentru a determina exact din ce este alcătuită o atmosferă”, potrivit NASA.

Anterior, telescoapele Hubble și Spitzer ale NASA au descoperit vapori de apă, sodiu și potasiu în atmosfera planetei. „Observațiile anterioare ale acestei planete cu Hubble și Spitzer ne-au oferit indicii tentante că ar putea fi prezent dioxidul de carbon”, a declarat Batalha. „Datele de la JWST au arătat o caracteristică fără echivoc a dioxidului de carbon, care era atât de proeminentă încât practic striga la noi”.

„De îndată ce datele au apărut pe ecranul meu, trăsătura uriașă a dioxidului de carbon m-a prins”, a declarat Zafar Rustamkulov, membru al echipei, un student absolvent al Departamentului Morton K. Blaustein de Științe Planetare și ale Pământului de la Universitatea Johns Hopkins, într-un comunicat de presă. „A fost un moment special, trecând un prag important în științele exoplanetelor”, a adăugat el.

Descoperită în 2011, masa lui WASP-39b este aproximativ egală cu cea a lui Saturn și aproximativ un sfert din cea a lui Jupiter, în timp ce diametrul său este de 1,3 ori mai mare decât al lui Jupiter. Deoarece exoplaneta orbitează foarte aproape de steaua sa, aceasta parcurge un circuit în puțin peste patru zile terestre.