2月 3, 2023

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系外惑星の大気をこれまでで最も詳細に捉えた

約 700 光年離れた巨大ガス惑星 WASP-39b は、系外惑星の宝物であることが判明しました。

今年初め、WASP-39b が話題になりました 史上初の発見 太陽系外の惑星の大気中の二酸化炭素の量。

現在、ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) からのデータの詳細な分析により、絶対的な情報の金鉱が得られました。これは、太陽系外惑星の大気をこれまでで最も詳細に調べたものです。

調査結果には、WASP-39b の雲に関する情報、太陽系外惑星の大気中の光化学を史上初の直接検出、太陽系外惑星の形成の歴史の興味をそそるヒントを明らかにする大気の化学成分のほぼ完全な目録が含まれます。

これらの壮大な発見は、5 つの論文に掲載されています。 自然、そして太陽系外の生命の化学的特徴の最終的な開示への道を開きます。

これらの初期の観測は、JWST に付随するさらに驚くべき科学の前触れです。 天体物理学者のローラ・クライドバーグは言うドイツのマックス・プランク天文学研究所所長。

「性能テストのために望遠鏡を試してみましたが、ほぼ完璧で、期待していたよりも優れていました。」

1990 年代初頭に最初の太陽系外惑星が発見されて以来、私たちはエイリアンの星を周回するこれらの世界についてもっと知ろうとしてきました。

しかし、課題は深刻でした。 太陽系外惑星は非常に小さく、非常に遠くにある場合があります。 それらのほとんどは見たことがありません。ホスト星への影響に基づいて存在を知っているだけです。

そのような効果の 1 つは、太陽系外惑星が私たちと星の間を通過するときに発生します。これはトランジットとして知られています。 これにより、星の光がわずかに暗くなります。 定期的な減光イベントは、軌道上に物体が存在することを示します。 星の減光と重力の影響に基づいて、この軌道を回る物体のサイズを計算することもできます.

そして、転送データに基づいて言えることはもう1つあります。 星の光が通過する太陽系外惑星の大気を通過すると、変化します。 スペクトルの一部の波長は、大気中の分子がどのように光を吸収して再放出するかに応じて、より暗くなったり明るくなったりします。

信号は弱いが、十分に強力な望遠鏡とトランジットのセットがあれば、スペクトル上の変化する吸収と放出の特性を解読して、系外惑星の大気の内容を決定することができる.

JWST は、これまでに打ち上げられた中で最も強力な宇宙望遠鏡です。 4 つの機器のうち 3 つを使用して、恒星 WASP-39 の詳細な赤外線スペクトルを取得しました。 その後、科学者たちはカラーコードの分析を開始しました。

1 つ目は、WASP-39b の大気中の粒子のリストです。 上記に加えて 二酸化炭素研究者は、水蒸気、ナトリウム、一酸化炭素を検出しました。 メタンは検出されませんでした。これは、WASP-39b の金属量が地球よりも高いことを意味します。

また、これらの要素の豊富さを明らかにします。 特に、炭素と酸素の比率は、太陽系外惑星が主星から現在の近い位置よりも遠くに形成され、4 日間の軌道を占めていたことを示しています。 また、モデリングと観測データによると、系外惑星の空には、水ではなく、ケイ酸塩と硫酸塩の破砕された雲が存在することが示されています。

最後に、観察により、二酸化硫黄と呼ばれる化合物の存在が明らかになりました。 ここ太陽系の岩だらけの世界で 金星 と木星の月 あよ二酸化硫黄は火山活動の結果です。 しかし、ガスの世界では、二酸化硫黄の起源は異なります。硫化水素が光によって構成要素に分解され、生成された硫黄が酸化されたときに生成されます。

光子によって引き起こされる化学反応は、として知られています 光化学、居住性、大気の安定性、およびエアロゾル組成に影響を与えます。

明確にするために、WASP-39bは、その灼熱の温度とガス組成を含むがこれらに限定されない多くの理由で、私たちが知っているように、生命が居住できる可能性は低いですが、光化学の発見は、地球の大気の研究に影響を与えます. WASP-39b自体の進化を理解する。

惑星科学者は、JWST が提供することが期待されている大気についての洞察を得るため、何年も前から準備を進めてきました。 太陽系外の大気の最初の詳細な分析により、宇宙望遠鏡はその約束を果たすように見えます。

さらに、この研究に関与するチームは、他の科学者が将来の JWST 系外惑星観測に彼らの技術を適用できるように、ドキュメントを準備しています。

JWST では、太陽系外惑星の大気中の生命の痕跡を検出できない可能性があります。おそらく、そのレベルの詳細をレンダリングするには、より強力な望遠鏡が必要になるでしょう。 .

このようなデータ、 天文学者のナタリー・バターリャは言う カリフォルニア大学サンタクルーズ校の「A Game Changer」より。

検索結果が公開されます 自然 プレプリント版で読むことができます こっちにそしてその こっちにそしてその こっちにそしてその こっちに、 そしてその こっちに.

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