Das James-Webb-Teleskop der NASA erfasst den ersten Nachweis von Kohlendioxid auf einem Exoplaneten WASP-39b

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Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat den ersten eindeutigen Nachweis von Kohlendioxid in der Atmosphäre eines Exoplaneten, eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, eingefangen.

Ein Exoplanet, WASP-39b, ist ein heißer Gasriese, der einen sonnenähnlichen Stern 700 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist und Teil einer größeren Untersuchung im Internet ist, die laut NASA zwei weitere Planeten im Transit umfasst. In einem Bericht stellte die Agentur fest, dass das Verständnis der atmosphärischen Zusammensetzung von Planeten wie WASP-39b entscheidend ist, um ihre Ursprünge und ihre Entwicklung zu kennen. neue Version.

„CO2-Moleküle sind sensible Bruchstücke der Entstehungsgeschichte des Planeten“, sagte Mike Lane, außerordentlicher Professor an der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University, in der Pressemitteilung. Lane ist Mitglied des Early Release Science Team of Transiting Exoplanets von JWST, das die Untersuchung durchführte.

Das Team detektierte Kohlendioxid mit dem Nahinfrarot-Spektrometer des Teleskops – einem von Webbs vier wissenschaftlichen Instrumenten – um die Atmosphäre von WASP-39b zu beobachten. Ihre Forschung ist Teil des Early Science Publishing Program, einer Initiative, die darauf abzielt, Daten vom Teleskop so schnell wie möglich der Exoplaneten-Forschungsgemeinschaft zur Verfügung zu stellen, um weitere wissenschaftliche Studien und Entdeckungen zu leiten.

Diese neueste Entdeckung wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature akzeptiert.

„Durch die Messung dieses Kohlendioxid-Merkmals können wir die Menge an Feststoff im Vergleich zur Menge an gasförmigem Material bestimmen, das zur Bildung dieses riesigen Gasplaneten verwendet wurde“, fügte Lane hinzu. „In den nächsten zehn Jahren wird JWST diese Messung an einer Vielzahl von Planeten durchführen und Einblicke in die Details der Entstehung von Planeten und die Einzigartigkeit unseres Sonnensystems geben.“

sehr empfindlich Web-Teleskop Es wurde am Weihnachtstag 2021 in seine derzeitige Umlaufbahn 1,5 Millionen Kilometer (ungefähr 932.000 Meilen) von der Erde entfernt gestartet. Durch die Beobachtung des Universums bei längeren Lichtwellenlängen als mit anderen Weltraumteleskopen kann Webb den Beginn der Zeit genauer untersuchen, nach unbeobachteten Formationen zwischen den ersten Galaxien suchen und in die Staubwolken blicken, in denen sich derzeit Sterne und Planetensysteme bilden.

In dem von der Atmosphäre des Planeten aufgenommenen Spektrum sahen die Forscher einen kleinen Hügel zwischen 4,1 und 4,6 Mikrometer – „ein deutliches Signal für Kohlendioxid“, sagte Teamleiterin Natalie Batalha, Professorin für Astronomie und Astrophysik an der University of California, Santa Cruz. , in Fassung. (Ein Mikrometer ist eine Längeneinheit, die einem Millionstel Meter entspricht).

„Abhängig von der Zusammensetzung, Dicke und Trübung der Atmosphäre absorbiert sie einige Lichtfarben mehr als andere – was den Planeten größer erscheinen lässt“, sagte Teammitglied Monza Alam, Postdoktorandin am Earth and Planetary Laboratory am Carnegie Institution für Wissenschaft. . „Wir können diese winzigen Unterschiede in der Planetengröße analysieren, um die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre aufzudecken.“

Das Erreichen dieses Teils des Lichtspektrums – was das Webb-Teleskop ermöglicht – ist laut NASA unerlässlich, um die Häufigkeit von Gasen wie Methan und Wasser sowie Kohlendioxid zu messen, von dem angenommen wird, dass es auf vielen Exoplaneten vorhanden ist. Da einzelne Gase unterschiedliche Farbkombinationen absorbieren, können Forscher laut NASA „kleine Unterschiede in der Helligkeit von Licht untersuchen, das über ein Wellenlängenspektrum übertragen wird, um genau zu bestimmen, woraus die Atmosphäre besteht“.

Zuvor haben die Hubble- und Spitzer-Teleskope der NASA Wasserdampf, Natrium und Kalium in der Atmosphäre des Planeten entdeckt. „Frühere Beobachtungen dieses Planeten durch Hubble und Spitzer haben uns verlockende Hinweise auf das mögliche Vorhandensein von Kohlendioxid gegeben“, sagte Batalha. „Daten von JWST zeigten einen klaren und unverkennbaren Vorteil von CO2, der so stark war, dass er uns geradezu anschrie.“

„Sobald die Daten auf meinem Bildschirm erschienen, war der massive Kohlendioxid-Vorteil weg“, sagte Teammitglied Zafar Rostamkulov, ein Doktorand am Department of Earth and Planetary Sciences der Johns Hopkins University, in einer Pressemitteilung. Veröffentlichung. „Es war ein besonderer Moment, eine wichtige Schwelle in der Exoplanetenwissenschaft zu überschreiten“, fügte er hinzu.

WASP-39b wurde 2011 entdeckt und hat ungefähr die gleiche Masse wie Saturn und etwa ein Viertel der Jupitermasse, während sein Durchmesser das 1,3-fache des Jupiters beträgt. Da der Exoplanet in der Nähe seines Sterns umkreist, vollendet er einen Umlauf in etwas mehr als vier Erdentagen.