NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu Yakınlardaki 'Süper Dünya'nın Şaşırtıcı Yüzey Detaylarını Ortaya Çıkardı

Uluslararası bilim adamlarından oluşan bir ekip, James Webb Uzay Teleskobu yüzey kompozisyonunu başarıyla karakterize etmiştir. dış gezegen LHS 3844b'ye benzeyen kayalık özelliklerin tespiti de dahil Ay veya Merkür.

Yaklaşık %30 daha büyük bir gezegenin tarihi çalışmasının arkasındaki ekip Toprak ve 48,5 ışıkyılı uzaklıktaki araştırmacıların önderliğinde Max Planck Astronomi Enstitüsüuzak yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerin jeolojik özelliklerini çözdüğünü söyledi. "doğalarını açığa çıkarmanın bir sonraki adımıdır."

James Webb'in 'MIRI'si Sayesinde Yakındaki Ötegezegenin Yüzey Detayları Ortaya Çıktı

Bir göre ifade Çığır açan başarıyı duyuran ekip lideri, eski MPIA (Max Planck Astronomi Enstitüsü, Heidelberg, Almanya) doktora öğrencisi ve baş araştırmacısı Sebastian Zieba ve MPIA Direktörü Laura Kreidberg, JWST'nin Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) ışık emisyonlarını incelemek için kayalık ötegezegen Yüzey jeolojik karakterizasyonlarını yapmak için kullandıkları LHS 3844b.

Gezegenin yansıttığı ışık ile ev sahibi yıldızın yaydığı çok daha parlak ışığı ayırmak normal şartlarda zordur. Ancak LHS 3844b'nin yansıttığı ışığı ev sahibi yıldızdan ayırt etmek, gezegenin yakınlığı nedeniyle daha da zordu.

MPIA liderliğindeki ekip tarafından incelenen gezegen, Güneş'in etrafında dönmesi 365 gün süren Dünya'nın aksine, her on bir saatte bir yörüngesini tamamlıyor. Bu yakınlık aynı zamanda gezegenin gelgit açısından kilitlendiği ve bir tarafının kalıcı olarak yıldıza, diğer tarafının da derin uzaya dönük olduğu anlamına geliyor.

Kreidberg, bireysel yüzey özelliklerini ve olası kompozisyonları karakterize etmek için gezegenin ışığını ev sahibi yıldızdan yeterince ayırmanın yalnızca Webb'in cihazlarının "inanılmaz hassasiyeti sayesinde" mümkün olduğunu söyledi.

Araştırmacı, "(MIRI ile) bu uzak kayalık gezegenin yüzeyinden gelen ışığı doğrudan tespit edebiliyoruz" diye açıkladı.

'Karanlık, Sıcak, Çorak Kaya' Muhtemelen Ay veya Merkür'ü Yansıtıyor

Gezegenin "karanlık" tarafının incelenmesiyle ilgili aşırı zorluklar nedeniyle, araştırma ekibi JWST'nin MIRI cihazını gezegenin ev sahibi yıldızına bakan tarafına odakladı. Sürekli radyasyon bombardımanı nedeniyle, ilk analiz LHS 3844b'nin ortalama yüzey sıcaklığının yaklaşık 725 Santigrat Derece (1.340 Fahrenheit derece) olduğunu ileri sürdü.

MIRI, gezegenin ışığını yıldızdan ayırmak için kızılötesi emisyonun bir kısmını 5 ila 12 mikrometre arasında değişen daha küçük dalga boyu bölümlerine böldü. Daha sonra araştırma ekibi her kutunun dalga boyu başına parlaklığını ölçtü.

Ekip bu verileri birkaç yıl önce Spitzer Uzay Teleskobu tarafından toplanan başka bir veri noktasıyla karşılaştırdığında gezegenin yüzeyinin bir resmi ortaya çıkmaya başladı. Araştırma yazarlarına göre, kızılötesi spektral verilerden elde edilen ilk görüntüler, Ay'ımızın veya Merkür gezegeninin büyük bir versiyonuna benzeyen karanlık bir yüzeyi ortaya çıkardı.

Kreidberg, "Herhangi bir atmosferden yoksun, karanlık, sıcak, çorak bir kaya görüyoruz" diye açıkladı.

Dış gezegen jeolojisine ilişkin kütüphaneler şu anda mevcut olmadığından, araştırma ekibi Dünya, Ay ve Mars'tan bilinen kayalar ve mineraller hakkındaki veri kütüphanelerine erişti. Ekip bu verileri, eğer kızılötesi imzalar ötegezegen LHS 3844b'nin bileşiminin bir parçası olsaydı nasıl görüneceğini belirlemek için kullandı.

Ekibin açıklamasına göre, bu karşılaştırma, tipik olarak granit gibi silikat açısından zengin minerallerden oluşan "Dünya'nın kabuğuyla karşılaştırılabilecek bir bileşimi kesinlikle dışladı." Ekip, güneş sistemimizde bu tür kabuğa sahip tek gezegen Dünya olduğundan, LHS 3844 b'nin bu tür bir kabuğa sahip olmadığının "pek de şaşırtıcı olmadığını" söyledi. Ancak bu bilgilerin yine de gezegenin jeolojik geçmişine ilişkin "ayrıntıları ortaya çıkarabileceğini" belirttiler.

"Dünya benzeri silikat bakımından zengin kabukların, tektonik aktivite gerektiren ve genellikle kayganlaştırıcı olarak suya dayanan uzun süreli bir arıtma süreci yoluyla oluştuğu düşünülüyor" diye açıkladılar.

Bu uzun süreç sırasında, gezegenin kayalık malzemesi tekrar tekrar eriyip tekrar katılaşıyor ve sonuçta daha hafif olan malzeme yüzeyde kalıyor. Zieba, LHS 3844 b'de silikat kabuğunun bulunmamasının, levha tektonik aktivitelerinin olmadığını ya da eğer varsa "etkisiz" olduklarını gösterebileceğini söyledi.

Araştırmacı, "Bu gezegen muhtemelen çok az su içeriyor" diye ekledi.

İki Oluşum Senaryosu JWST'nin İlk Sonuçlarıyla Eşleşiyor

Her ne kadar ilk analiz oldukça fazla miktarda yüzey özelliği ortaya çıkarsa da, ekibin ışık spektrumuna ilişkin istatistiksel analizi, gezegenin yüzeyinin "genişletilmiş katı bazalt veya magmatik kaya alanları" içerdiğini ileri sürdü. Bu, magnezyum ve demir açısından zengin ve olivin "içerebilen" yatakları içeriyordu.

Kaya veya çakıl gibi kırılmış malzemeler içeren yüzeye sahip modeller de "oldukça iyi" uyuyor. Tersine, tozlu veya tanecikli bir yüzeye sahip modeller, "en azından ilk bakışta daha parlak görünümleri nedeniyle gözlemlerle tutarsızdı."

Zeiba, LHS 3844b gibi koruyucu bir atmosfere sahip olmayan bir gezegen olarak, sert yüzey kayalarını yavaş yavaş "Ay'da bulunan ince tanecikler veya toz tabakası" olan regolite dönüştüren yıldız radyasyonu ve göktaşı çarpmaları nedeniyle uzun süreli uzay aşınması yaşadığını söyledi. Bu işlemler aynı zamanda demir ve karbon ekleyerek yüzeyi koyulaştırır.

Araştırma ekibi, bu iki unsurun varlığının modellenen regolitin özelliklerini "gözlemlerle daha tutarlı" hale getirdiğini belirtiyor. Yine de gezegenin ortaya çıkmasına neden olabilecek iki rakip senaryo vardı.

İlk senaryoda, LHS 3844 b, volkanlarda bulunanlar gibi bazaltik veya magmatik mineraller içeren, esas olarak koyu, katı kayalardan oluşan bir yüzeye sahiptir. Yaygın volkanik aktivite periyodunu içeren bir senaryo, yüzey özelliklerini alternatif teorinin gerektirdiği jeolojik zaman çizelgelerinden çok daha hızlı değiştirecektir.

İkinci fikirde ise yüzeyin uzaydaki hava koşullarının daha uzun sürelerle şekillenmesi ve bunun sonucunda Ay'da olduğu gibi ince bir toz tabakası oluşması. Bu süreç çok daha uzun süreli genel hareketsizlik gerektirdiğinden ekip, bunun "ilk senaryonun tersi" koşullar gerektirdiğini belirtiyor.

Gözlemlerde, genellikle uzun süreli volkanizma ile ilişkilendirilen kükürt dioksit gazı çıkışı tespit edilmediğinden, ekip daha uzun süreli, uzayın hava şartlarına maruz kalması senaryosunu tercih ettiklerini söyledi. Bu senaryoda ekip, gezegenin Ay'a daha az benzeyebileceğini ve "gerçekten Merkür'e daha çok benzeyebileceğini" söyledi.

LHS 3844 b'nin ve Gelecekteki "Diğer Kayalık Ötegezegenlerin" Doğasını Açıklığa kavuşturmak

Mevcut çalışma gezegenin karakterizasyonunu tamamlayamasa da Zieba, Kreidberg ve meslektaşları gizemi çözmek için halihazırda ek JWST gözlemleri sağladılar. Araştırmacılara göre bu 'doğrudan yaklaşım', "katı levhaların ve tozların ışığı yayma veya yansıtma şeklindeki küçük farklılıklardan yararlanarak" gezegenin yüzey koşullarını anlamalarına yardımcı olacak.

Konsept genellikle Güneş Sistemimizdeki asteroitleri karakterize etmek için kullanılsa da ekip, hedefin yüzey pürüzlülüğüne bağlı olan emisyon açılarının bu karşılaştırmasının, topografyanın JWST tarafından alınan radyasyon miktarını nasıl etkilediğini ortaya çıkardığını söyledi.

Kreidberg sözlerini şöyle tamamladı: "Aynı tekniğin, LHS 3844 b'nin kabuğunun ve gelecekte diğer kayalık ötegezegenlerin doğasını açıklığa kavuşturmamıza olanak sağlayacağından eminiz."

Çalışma “JWST orta kızılötesi spektroskopisinden elde edilen kayalık ötegezegen LHS 3844 b'nin karanlık ve özelliksiz yüzeyi" kategorisinde yayınlandı Doğa Astronomi.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].