JWST は、星の放射線によって衝撃を受けた太陽系外惑星の大気をのぞき込みます

今週、天文学者は、地球から 700 光年離れた系外惑星の大気中で化学反応の証拠を発見したと発表しました。 ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用する研究者は、系外惑星 WASP-39b の周りを渦巻く灼熱のガスの詳細な化学画像を作成しました。 この「熱い土星」の惑星は、主星のすぐ近くを公転しているため、最高で華氏 1,600 度または摂氏 900 度の高温になっています。 また、ふくらんでいて、質量は木星の約 4 分の 1 ですが、大きさは 1.3 倍です。

WASP-39b に関する初期のデータは、この夏、JWST で共有されました。 大気中の二酸化炭素を検出 — このガスが太陽系外の惑星で初めて検出されました。 今、その大気のより詳細な絵が描かれています 一連の論文 最近 arXiv に投稿されたもので、そのうちの 3 つは Nature での出版が承認され、そのうちの 2 つは審査中です。 観察とデータを迅速にリリースする 世界中の科学者に望遠鏡によって作られました。 研究者たちは、Webb の 3 つの機器、NIRSpec、NIRCam、NIRISS を使用して、惑星の大気に関する分光情報を収集しました。

「私たちは、赤外線スペクトルの広い範囲をカバーするいくつかの機器と、JWSTまでアクセスできなかった大量の化学的指紋を一緒にカバーする太陽系外惑星を観察しました」と、研究者の1人であるカリフォルニア大学サンタクルーズ校のナタリーバタルハは述べています。 声明. 「このようなデータはゲームチェンジャーです。」

過去 10 年間で、天文学の研究者は太陽系外惑星、つまり太陽系外の惑星を数多く発見してきました。 これまでに 5,000 を超える系外惑星が確認されており、現在の課題は、これらの惑星をより深く理解することです。 系外惑星のサイズや質量を知るだけでなく、最先端の研究は現在、その大気について学ぶことに焦点を当てています. そして、JWST のようなツールにより、これらの遠く離れた大気をかつてないほど詳細に見ることが可能になっています。

JWST の機器は、トランジット分光法と呼ばれる技術を実行するために使用されます。 彼らは、惑星の大気を通過する際に主星から来る光を観察します。 この光はさまざまな波長に分割され、これから研究者はどの波長が吸収されたかを見ることができます。 さまざまな化学物質がさまざまな波長の光を吸収するため、研究者は惑星の大気の組成を決定できます。

この研究では、大気中にナトリウム、カリウム、一酸化炭素、および水蒸気が存在することがわかりました。 しかし、二酸化硫黄も発見されました。この分子が系外惑星の大気で検出されたのは初めてです。 これらの分子の発見は、主星からの光によって引き起こされる上層大気の化学反応から二酸化硫黄が形成されるため、地球のオゾン層で見られるプロセスと同様のプロセスを示唆しています。

別の研究者であるオックスフォード大学の Shang-Min Tsai は、次のように述べています。 「これは、系外惑星の大気に関する理解を深めるための非常に有望な見通しだと思います。 [this mission]」

WASP-39 b は主星に非常に近く、水星と太陽の間の距離の 8 分の 1 を周回しているため、星からの放射が惑星の大気とどのように相互作用するかを調べることができます。 放射線は生命に有害である可能性がありますが (地球は磁気圏によって太陽の放射線から保護されています。 住めない）、必要な分子を作成する化学反応においても重要な役割を果たすことができます 居住可能な雰囲気を維持する.

「惑星は、ホスト星の放射線浴内を周回することによって彫刻され、変換されます」とバターリャは言いました。 「地球上では、これらの変化によって生命が繁栄することができます。」