Vesoljski teleskop James Webb izostri podrobnosti bližnje ‘Super-Zemlje’

Vesoljski teleskop Jamesa Webba nikoli ni bil namenjen odkrivanju povsem novih svetov; to delo je bilo prepuščeno pravkar dokončanemu rimskemu vesoljskemu teleskopu Nancy Grace. Namesto tega je bila Webbova naloga vedno zagotoviti veliko jasnost in osredotočenost na galaksije, zvezde in planete, ki jih poznamo. Zdaj pa gre še dlje, saj nova študija, objavljena v Nature Astronomy, izjavlja, da je “odprla novo obdobje v študiji kamnitih eksoplanetov, kar omogoča neposredno karakterizacijo njihovih površin s srednjo infrardečo spektroskopijo.” Z drugimi besedami, ta en sam teleskop nam omogoča sklepanje ne le o kemični in mineralni sestavi oddaljenih svetov, temveč tudi o njihovem terenu in značilnostih. Zemljevid vesolja še nikoli ni bil tako podroben.

Prvi planet, na katerem je bila opravljena tovrstna raziskava, je pesnik jasno poimenoval: LHS 3844 b, ki ga ne smemo zamenjevati s krajem, kjer je Ripley prvič naletel na tuje jajce. To je ena od mnogih tako imenovanih “super-Zemelj”, ki so opredeljene kot planeti z maso 2-10-krat večjo od dejanske Zemlje. Pomembno je, da to ne pove nič o tem, kako primerni so za bivanje, je le pokazatelj velikosti. Lahko so trdni (ali ne), atmosferski (ali ne) ali vodonosni (ali ne). Ker so na slikah iz starejših teleskopov zgolj mehki utrinki, je pogosto težko reči eno ali drugo. Toda kot je očitno na spodnji sliki, je Webb dovolj napreden, da naredi te megle veliko manj nejasne.

Vendar ne gre le za fotografije: Webb je tudi sposoben veliko jasnejše spektroskopije. Kot se morda spomnite pri pouku kemije, je spektroskopija metoda opazovanja celotnega spektra svetlobe, ki jo oddaja molekula, pri čemer ima vsaka značilne prazne lise. Astronomi že dolgo uporabljajo to metodo za določanje sestave oddaljenih planetov.

Webb zdaj dodaja tako natančno raven podrobnosti, da lahko znanstveniki določijo ne le kemikalije, ampak površinska tekstura. Zamislite si to kot zelo znanstveni, matematični način “videnja” površine drugega sveta. Tako lahko moč človeškega intelekta raziskuje vesolje, ne da bi tja sploh stopila. Ali, povedano drugače: človek, znanost je preprosto kul, človek.

Torej, kaj točno je Webb “videl”? Z uporabo MIRI, njegovega vgrajenega instrumenta srednjega infrardečega spektra, za zajemanje spektroskopije, so astronomi nato lahko ugotovili, da ima LHS 3844 b temno površino brez značilnosti, bogato z mineralom olivinom. Kar je natanko tako kot zemeljski plašč! No, ko je bil naš planet še v povojih. To bi kazalo na dinamičen svet, poln geološke dejavnosti, ki je bil šele pred kratkim oblikovan in še sanja o planetu, kakršen bo nekega dne postal. Ah, mladost!

Edina težava je, da Webb ni videl ničesar od tega, ali bolje rečeno, “ni dokazov za CO₂ in SO₂oba pričakovana produkta vulkanskega izločanja plinov.” To bi pomenilo, da je planet (dobesedno) skorjast starec. To bi lahko imelo smisel, če bi bilo površje obrabljeno in vesoljsko vreme udarjeno s sončnim sevanjem in meteorji, v bistvu zdrobljeno s časom in izkušnjami v prah. Če se to sliši znano, samo vprašajte astronavte Artemide, kako izgleda Luna.

Če vse skupaj združimo, je LHS 3844 b videti v tem, kar bo. To je skalnat planet, prekrit z olivinom, verjetno prekrit s prahom in v starejši fazi nebesnega telesa. Po Phys.org je približno 30 % večji od Zemlje in opravi celotno orbito okoli svoje rdeče pritlikave zvezde v samo 11 urah. Prav tako je plimsko zaklenjen, kar pomeni, da ves čas drži svoj “obraz” proti svoji zvezdi, tako kot Luna vedno izgleda enako z Zemlje. Ker ni atmosfere, ki bi širila toploto naokoli, je njegova večna dnevna temperatura 1340 stopinj Fahrenheita. Zdi se, da nima tektonskih plošč, geoloških aktivnosti ali vode. Je neplodna lupina, ki je na eni strani za vedno ožgana. Morda je videti kot naš sosed, Merkur (na sliki).

To je kar nekaj informacij o nečem, kar je oddaljeno skoraj 50 svetlobnih let! To je moč, ki jo prinaša vesoljski teleskop James Webb. Raziskovalna skupina že ima nekaj nadaljnjih meritev, da bi Webb deloval po svetu, katerih cilj je določiti koti infrardečih emisij. Od tam lahko veliko matematike izvede povratni inženiring, kako “izgleda” dejanski teren sveta. Znanost preseneča.