'لحظة تحويلية': JWST تكشف عن أول لمحة لها عن عالم غريب

صور JWST الجديدة للكواكب الخارجية HIP 65426 b في مرشحات مختلفة. (NASA / ESA / CSA ، A Carter (UCSC) ، فريق ERS 1386 ، و A. Pagan (STScI))

قدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي للتو أول صورة مباشرة لكوكب يدور حول نجم بعيد.

تم التقاط التوهج الخافت لعملاق الغاز بالقرب من نجم شاب يبعد حوالي 350 سنة ضوئية ، وهو بمثابة دليل على قدرة التلسكوب على مراقبة الكواكب الخارجية مباشرةً - وهي مهمة صعبة تقنيًا ، ولكنها تعطينا أداة مختلفة لدراسة العوالم الفضائية إلى الطرق غير المباشرة الأكثر شيوعًا.

'هذه لحظة تحول' يقول الفيزيائي والفلكي ساشا هينكلي من جامعة إكستر في المملكة المتحدة ، 'ليس فقط لويب ولكن أيضًا لعلم الفلك بشكل عام.'

حتى الآن ، يدور أكثر من 5000 كوكب حول نجوم في مجرة ​​درب التبانةخارج النظام الشمسي رسميًا. من بين هذه الكواكب الخارجية ، تمت ملاحظة معظمها بشكل غير مباشر فقط ، من خلال التأثيرات التي تحدثها على نجمها المضيف.

عندما يمر كوكب خارج المجموعة الشمسية بيننا وبين نجمه المضيف ، يخفت ضوء النجم قليلاً ؛ إذا اكتشفنا أحداث التعتيم هذه على فترات منتظمة ، فيمكننا استنتاج وجود كوكب خارجي يدور حول المجموعة الشمسية.

وبالمثل ، فإن وجود كوكب خارج المجموعة الشمسية سيؤدي إلى سحب ثقالي ضئيل للغاية على نجمه ، والذي يمكننا اكتشافه كتغيرات منتظمة في الطول الموجي لضوء النجم. تعمل كلتا الطريقتين بشكل أفضل مع الكواكب الخارجية القريبة جدًا من نجمها.

من النادر جدًا أن نلاحظ كوكبًا خارج المجموعة الشمسية مباشرة ؛ تم تصوير حوالي 20 فقط في تباين عالٍ حتى الآن. الكواكب الخارجية بعيدة جدًا عن أدواتنا ، صغيرة جدًا وخافتة جدًا ، خاصةً بالمقارنة مع الضوء الساطع من نجمها المضيف.

صور JWST الجديدة للكواكب الخارجية HIP 65426 b في مرشحات مختلفة. (NASA / ESA / CSA ، A Carter (UCSC) ، فريق ERS 1386 ، و A. Pagan (STScI))

يمكن أن يكون كوكب خارج المجموعة الشمسية أكثر قتامة بكثير من هالة الضوء التي تنحرف عن النجم الذي يدور حوله ؛ ومع ذلك ، فهي أفضل أداة لدينا لتحديد خصائص الكواكب الخارجية التي تدور حول نجومها على مسافات واسعة ، مع مدارات طويلة جدًا متعددة السنوات.

يعلق علماء الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية آمالًا كبيرة على كوكب الأرض الياباني ، بحساسيته العالية. والآن يبدو أن هذه الآمال قائمة على أسس جيدة.

يسمى الكوكب الخارجي الذي تم تصويره بواسطة التلسكوب HIP 65426 b ، يدور حول نجم تسلسل رئيسي من النوع A يسمى HIP 65426 أو HD 116434 ، على مسافة حوالي 110 وحدة فلكية - 110 أضعاف المسافة بين الأرض والشمس.

تم اكتشافه في عام 2017 باستخدام أداةعلى تلسكوب كبير جدا في المرصد الأوروبي الجنوبياتصل جسم كروى. مزود بملحق يسمى كوروناجراف ، فإنه يقلل من الضوء من النجم لرؤية تألق كوكب خارج المجموعة الشمسية.

في الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء التي اكتشفها VLT ، يكون الكوكب الخارجي أكثر خفوتًا من النجم بحوالي 10000 مرة.

نظرًا لوجوده في الفضاء وبالتالي لا يتأثر بالتداخل الجوي ، ويمكنه عرض أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء الأطول من VLT ، فقد تمكنت ملاحظات JWST من الكشف عن تفاصيل جديدة حول الكوكب الخارجي.

على سبيل المثال ، سمحوا للباحث بتحديد أن HIP 65426 b يبلغ حوالي 7.1 أضعاف كتلة كوكب المشتري . لذلك هوالمحتملعملاق غازي ، من غير المحتمل أن يكون صالحًا للحياة كما نعرفها.

حتى في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء المتوسطة التي رصدتها أداة MIRI التابعة لـ JWST ، كان الاكتشاف صعبًا ، حيث لا يزال الكوكب خارج المجموعة الشمسية قادمًا ببضعة آلاف مرة أخف من النجم.

ومع ذلك ، كان JWST قادرًا على اكتشاف HIP 65426 b في جميع مرشحات المراقبة السبعة الخاصة به ، وحقق أول اكتشاف مباشر لكوكب خارج المجموعة الشمسية بأطوال موجية أطول من 5 ميكرومتر.

شعرت بالحصول على هذه الصورة وكأنها تبحث عن كنز في الفضاء ، يقول عالم الفلك أرين كارتر من جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز. في البداية ، كان كل ما استطعت رؤيته هو الضوء القادم من النجم ، ولكن من خلال المعالجة الدقيقة للصور ، تمكنت من إزالة هذا الضوء واكتشاف الكوكب.

يقول الفريق إن التلسكوب تجاوز أداء التباين المتوقع بمعامل 10 - وهو مهم للغاية للتصوير المباشر عالي التباين للكواكب الخارجية. عند أداء التباين الذي تم تحقيقه ، يتوقع الفريق أن التلسكوب سيكون قادرًا على رؤية الكواكب الخارجية بحجم ثلث كتلة كوكب المشتري ، بما يتجاوز الفواصل المدارية لـ 100 وحدة فلكية.

'أعتقد أن الأمر الأكثر إثارة هو أننا بدأنا للتو ،' يقول كارتر . هناك المزيد من الصور للكواكب الخارجية القادمة والتي ستشكل فهمنا العام للفيزياء والكيمياء والتشكيل. قد نكتشف كواكب لم تكن معروفة من قبل أيضًا.

تم إرسال بحث الفريق إلى خادم ما قبل الطباعة arXiv ، وتم تقديمه لـ استعراض النظراء .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.