Astronoomia on astunud edasise sammu kaugete maailmade uurimisel tänu enneolematule püüdmisele: James Webb kosmoseteleskoop on suutnud otse pildistada külma eksoplaneeti, mis asub just 12 valgusaastat Maast. See on umbes Epsilon Indi Ab, gaasiline hiiglaslik planeet, mis tänu oma omadustele võimaldab meil vaadata meie enda päikesesüsteemi evolutsiooniajalukku sellise täpsusega, mida pole kunagi varem saavutatud.
Sel korral on teadlased kasutanud instrumendi täiustatud koronagraafi MIRI (Kesk-infrapuna), et eraldada planeedi valgus selle peremeestähe Epsilon Indi A pimestavast heledusest. Tulemuseks on kõige teravam ja üksikasjalikum pilt nii lahedast eksoplaneedist, mis eales on saadud – verstapost on võimalik ainult Webbi teedrajava tehnoloogiaga.
Epsilon Indi Ab avastus See pole asjakohane mitte ainult Maa läheduse, vaid ka harulduse tõttu: seda tüüpi planeete, mille temperatuur on nii madal ja mida on olnud võimalik vahetult jälgida, on praeguses rekordis vaevalt paarkümmend.
Ebatavaline portree: Epsilon Indi Ab, enim uuritud külm eksoplaneet
Planeet Epsilon Indi Ab on teadusringkondi juba aastaid huvitanud. Selle olemasolust teatati kaudsete mõõtmiste, eriti radiaalkiiruse tehnika abil, mis tuvastab massiivse planeedi gravitatsioonist põhjustatud pisikesed tähe kõikumised. Seni polnud aga keegi saanud seda otse jälgida.
Kasutades tundlikkust MIRI, James Webb jäädvustas Epsilon Indi Ab enda poolt kiiratava infrapunavalguse. See strateegia on ülioluline külmade planeetide tuvastamiseks, mille jääksoojus ei ole enam piisav nähtavas valguses, kuid mida saab paljastada infrapuna keskel. Pildil on kujutatud punktitaolist korpust, mis pole kettale lahendatud, kus 10,6-mikronine valgus paistab sinistes toonides ja 15,5-mikronine valgus oranžides toonides. Peamise tähe asukoht on märgitud, kuigi koronagraaf on selle valguse kõrvaldanud.
Tulemus on kahekordselt väärtuslik: mitte ainult ei kinnita planeedi olemasolu ja selle põhiomadusi, vaid võimaldab võrrelda ka selle atmosfääri omadusi meie päikesesüsteemi gaasihiiglaste omadega.
Hinnanguliselt vaid 2 kraadi Celsiuse järgi Epsilon Indi Ab, mis on praktiliselt võrdne Maal vedela veega, on üks külmadest eksoplaneetidest, millel on kõige otsesemad ja üksikasjalikumad vaatlused. See muudab selle oluliseks võrdlusaluseks selliste ühendite, nagu metaan, süsinikmonooksiid ja süsinikdioksiid, rikaste atmosfääride uurimisel, mida võib esineda suurtes kogustes ja mis võib oluliselt muuta meieni jõudva valguse neeldumisprofiili.
Looduslik labor planeedisüsteemide evolutsiooni mõistmiseks
Täht Epsilon Indi A, selle eksoplaneedi peremees, on oranž kääbus, mis on mõnevõrra jahedam ja sarnaneb meie Päikese vanusega. See, et selline massiivne ja külm planeet tiirleb ümber seda tüüpi tähe, pakub astronoomidele selle võimaluse Uurige planeetide moodustumise ja atmosfääri evolutsiooni protsesse kontekstis, mis on meie omaga väga sarnased ja samas kaugel..
Teadlase sõnul Caroline Morley (Texase ülikool Austinis), seni oli Epsilon Indi Ab olemasolu järeldatud ainult kaudne analüüs. Selle valimine James Webbi teleskoobi esmatähtsaks sihtmärgiks oli vastuseks ootusele leida planeet, mis oleks Jupiteriga sarnasem kui ükski teine seni pildistatud planeet.
Peaautor, Elisabeth Matthews (Max Plancki astronoomiainstituut, Saksamaa), juhib tähelepanu sellele, et enamik seni vahetult vaadeldud eksoplaneetidest olid noored kuumad kehad. "Kuna planeedid jahtuvad ja tõmbuvad kokku oma eluea jooksul, muutuvad nad palju vähem valgustavaks ja neid on raskem uurida," selgitab Matthews. See on üks peamisi väljakutseid küps eksoplaneedi astrofüüsika.
Seetõttu on Epsilon Indi Ab haruldane võimalus uurida gaasihiiglast arenenud evolutsioonifaasis, mis on sarnane meie enda päikesesüsteemi suuremate kehade omaga.
Ekspertide jaoks on kõige huvitavam võimalus analüüsida atmosfääri koostist täpselt. Epsilon Indi Ab on ainult umbes 100 kraadi soojem kui Jupiter ja Saturn, mis võimaldab võrrelda suuremahulisi jahutamise, kokkutõmbumise ja atmosfääri puhastamise protsesse. Lisaks on Epsilon Indi Ab võrreldes vabalt hõljuvate pruunide kääbustega veelgi lahedam, võimaldades meil uurida, kui täpselt praegused mudelid vaadeldavat tegelikkust peegeldavad.
See üllatab isegi teadlasi endid
Kuigi Epsilon Indi Ab olemasolu ennustati selle tähe radiaalkiiruse mustrite järgi, selle tegelikud parameetrid tekitasid meeskonnas hämmingut. Webbi vaatluste kohaselt osutus planeedil peaaegu kaks korda oodatust suurem mass, see tiirleb oma tähest mõnevõrra kaugemal ja kirjeldab algselt ennustatust erinevat orbiiti. See lahknevus teoreetiliste prognooside ja otseste mõõtmiste vahel toob esile planeedisüsteemide keerukuse ja vajaduse uurida rohkem välijuhtumeid tegelike andmetega.
Meeskond viitab ka mõnele atmosfääri eripärale, mis muudab andmete tõlgendamise keeruliseks. Esialgsete analüüside kohaselt on Epsilon Indi Ab lühematel lainepikkustel oodatust vähem hele, mis võib olla tingitud atmosfäär, mis on tugevalt koormatud metaani ja muude neelavate gaasidega, või tihe pilvkate. Selline käitumine, mis on sarnaste omadustega planeetide puhul ebatavaline, avab uued uurimissuunad keemiliste ja füüsikaliste protsesside kohta, mis kontrollivad planeetide atmosfääri äärmuslikes temperatuuritingimustes.
Hetkel on rühmal piiratud fotomeetrilised mõõtmised ning vaja on täiendavaid spektroskoopilisi vaatlusi, et täpselt kindlaks teha, millised komponendid atmosfääris domineerivad ja kuidas need kiirgusvoogu mõjutavad.
