science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Eerste afbeelding van exoplaneet van James Webb Space Telescope onthuld

Niet-afgetrokken en KLIP afgetrokken beeldstempels voor de filters NIRCam F356W (bovenste rij) en MIRI F1140C (onderste rij). De meest linkse kolom toont de mediaan niet-afgetrokken afbeelding voor een enkele wetenschappelijke worp, en alle andere kolommen tonen de KLIP-afgetrokken afbeeldingen voor ADI, RDI en ADI+RDI-aftrekmethoden met het maximale aantal KLIP PCA-modi. Alle afbeeldingen zijn georiënteerd zoals aangegeven door de richtingspijl in de niet-afgetrokken afbeeldingskolom, en de positie van de planeet (witte cirkel) en ster (witte ster) zijn gemarkeerd. Bovendien wordt de intensiteit van alle afbeeldingen voor een bepaald filter identiek geschaald. De exoplaneet, HIP 65426 b, kan gemakkelijk worden geïdentificeerd onder een positiehoek van ∼150◦ in de afgetrokken afbeeldingen. We merken op dat de duidelijke "hamburger" -vormige centrale kern en zeslobbige structuur van de begeleidende PSF in de NIRCam-afbeeldingen een verwachte functie is die verband houdt met het Lyot-stopontwerp en niet indicatief is voor discrete astrofysische bronnen. Krediet:https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.14990

Astronomen van de Universiteit van Exeter hebben de leiding genomen bij de poging om de allereerste directe afbeelding van een exoplaneet te maken met behulp van de baanbrekende James Webb Space Telescope.

De opmerkelijke afbeelding toont de gasreus HIP65426b, ongeveer vijf tot tien keer de massa van Jupiter en 15-20 miljoen jaar geleden gevormd.

De waarnemingen werden geleid door professor Sasha Hinkley van de Universiteit van Exeter, in samenwerking met een internationaal team van onderzoekers.

Professor Hinkley zegt dat "dit een transformerend moment is, niet alleen voor Webb maar ook voor de astronomie in het algemeen. Met Webb is er een hele nieuwe reeks natuurkunde die we kunnen doen om naar de chemie van deze planeten te kijken."

Astronomen ontdekten de planeet in 2017 met behulp van het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili. Deze eerdere afbeeldingen van de planeet werden gemaakt met behulp van korte infrarode golflengten van licht en bestreken slechts een relatief smal bereik van de totale emissie van de planeet.

De aanwezigheid van de meeste exoplaneten is alleen afgeleid met behulp van indirecte methoden, zoals de transitmethode waarbij een deel van het licht van de gastster wordt geblokkeerd door een planeet die ervoor passeert. Het maken van directe opnamen van exoplaneten bleek echter een grotere uitdaging, aangezien de gaststerren waar de planeten omheen draaien zoveel helderder zijn, in dit geval duizenden tot meer dan tienduizend keer helderder.

Deze afbeelding toont de exoplaneet HIP 65426 b in verschillende banden van infrarood licht, gezien vanaf de James Webb Space Telescope:paars toont het zicht van het NIRCam-instrument op 3,00 micrometer, blauw toont het zicht van het NIRCam-instrument op 4,44 micrometer, geel toont het zicht van het MIRI-instrument op 11,4 micrometer, en rood toont het zicht van het MIRI-instrument op 15,5 micrometer. Deze afbeeldingen zien er anders uit vanwege de manier waarop de verschillende Webb-instrumenten licht vangen. Een reeks maskers in elk instrument, een coronagraaf genaamd, blokkeert het licht van de gastster zodat de planeet kan worden gezien. De kleine witte ster in elke afbeelding markeert de locatie van de gastster HIP 65426, die is afgetrokken met behulp van de coronagrafen en beeldverwerking. De staafvormen in de NIRCam-afbeeldingen zijn artefacten van de optica van de telescoop, geen objecten in de scène. (Ongelabelde versie.). Credit:NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), het ERS 1386-team en A. Pagan (STScI).

Voor de nieuwe afbeelding gebruikte het onderzoeksteam midden- en thermisch infrarood licht, waardoor nieuwe details werden onthuld die telescopen op de grond niet zouden kunnen verzamelen vanwege de intrinsieke infrarode gloed van de atmosfeer van de aarde. Deze omvatten details over de chemische samenstelling van de atmosfeer van de planeet, die rood lijkt door mineralen, silicaten genaamd, die fijn stof in de atmosfeer vormen.

Het team gelooft dat de afbeelding laat zien hoe de krachtige infraroodblik van de James Webb Telescope meer werelden buiten ons zonnestelsel kan vastleggen, wat de weg wijst naar toekomstige waarnemingen die meer informatie dan ooit tevoren over exoplanetaire systemen zullen onthullen.

Aangezien de planeet ongeveer 100 keer verder van zijn moederster verwijderd is dan de aarde van de zon, is hij voldoende ver van de ster verwijderd dat Webb de planeet van de ster in de afbeelding kan scheiden. JWST's Near Infrared Camera (NIRCam) en Mid-Infrared Instrument (MIRI) zijn beide uitgerust met coronagrafen, dit zijn sets van kleine maskers die sterrenlicht blokkeren, waardoor Webb directe beelden kan maken van bepaalde exoplaneten zoals deze.

"Het was echt indrukwekkend hoe goed de JWST-coronagrafen werkten om het licht van de gastster te onderdrukken," zei Hinkley. + Verder verkennen

Webb-telescoop maakt eerste ondubbelzinnige detectie van koolstofdioxide in atmosfeer van exoplaneten