Teleskopi Webb i NASA-s zbulon një planet gjigant që fshihej në një nga sistemet më të famshme të astronomisë

Teleskopi Hapësinor James Webb i NASA-s ka zbuluar një ekzoplanet gjigant të fshehur brenda një prej sistemeve planetare më të ekzaminuara nga afër në Rrugën e Qumështit.

Ylli i afërt i ri Beta Pictoris dihej tashmë se kishte dy planete masive, Beta Pictoris b dhe Beta Pictoris c. Beta Pictoris b ishte ndër ekzoplanetët e parë që janë fotografuar ndonjëherë drejtpërdrejt. Beta Pictoris d, i konfirmuar së fundmi, e rrit numrin e planetëve të njohur të sistemit në tre, duke e bërë Beta Pictoris vetëm sistemin e dytë planetar të njohur që përmban të paktën tre planete të fotografuar.

Megjithatë, astronomët nuk e njohën fillimisht Beta Pictoris d si një pikë të ndritshme drite. Në vend të kësaj, ata e identifikuan përmes gjurmës dalluese kimike të atmosferës së tij. Studiuesit thonë se kjo qasje mund të ofrojë një mënyrë të fuqishme të re për të gjetur planetë rreth yjeve të tjerë, veçanërisht në mjedise ku pluhuri dhe mbetjet kozmike e bëjnë të vështirë fotografimin tradicional.

"Ky zbulim shton një tjetër pjesë në një sistem planetar tashmë magjepsës," tha Aidan Gibbs, autori kryesor i një studimi të ri të botuar në Astrophysical Journal Letters dhe studiues postdoktoral në Universitetin e Kalifornisë, San Diego. "Beta Pictoris ka shërbyer prej kohësh si një laborator për të kuptuar mënyrën se si formohen dhe evoluojnë sistemet planetare, dhe tani kemi një tjetër planet që na ndihmon ta tregojmë atë histori."

Një sistem i ri planetar afër Tokës

Beta Pictoris ndodhet rreth 63 vite-dritë larg nga Toka dhe vlerësohet të jetë afërsisht 23 milionë vjeç. Rinia dhe afërsia e tij relative u japin astronomëve një mundësi të pazakontë për të vëzhguar mënyrën se si planetët e sapoformuar ndërveprojnë me diskun përreth të pluhurit dhe mbetjeve të mbetura nga formimi i sistemit.

Studiuesit vlerësojnë se Beta Pictoris d ka të paktën dyfishin e masës së Jupiterit. Megjithatë, ai duket të jetë më i vogli nga tre planetët gjigantë të njohur që rrotullohen rreth yllit.

Modelimi kompjuterik tregon se planeti ka shumë gjasa të lëvizë rreth Beta Pictoris në një distancë prej rreth 30 njësish astronomike. Kjo e vendos atë në një rajon të krahasueshëm me vendndodhjen e Neptunit në sistemin tonë diellor. Nga tre planetët e njohur në sistem, Beta Pictoris d ka orbitën më të gjerë, megjithëse ende ndodhet brenda kufirit të brendshëm të diskut të mbetjeve.

Një planet i zbuluar rastësisht

Ekipi kërkimor nuk po përdorte Webb-in për të kërkuar një planet tjetër. Beta Pictoris d u shfaq në mënyrë të papritur ndërsa astronomët po studionin atmosferën e Beta Pictoris b me NIRSpec të Webb-it (Spektrografi i Afërt me Infra të Kuq).

Shkencëtarët përdorën Njësinë e Fushës së Integruar të NIRSpec, një instrument që regjistron njëkohësisht edhe një imazh dhe një spektër për çdo piksel. Një spektër e ndan dritën në gjatësitë përbërëse të valëve, duke u lejuar astronomëve të studiojnë përbërjen kimike dhe lëvizjen e objekteve të largëta.

"Ne nuk po kërkonim një planet të ri," tha Gibbs. "Ne po përpiqeshim të kuptonim një planet që tashmë e dinim se ekzistonte. Pastaj, ky sinjal karakteristik u shfaq në të dhëna pikërisht aty ku nuk e prisnim."

Aty ku studiuesit prisnin të shihnin një spektër të qetë të prodhuar nga drita që reflektohej prej pluhurit, ata në vend të kësaj gjetën një model me pika ngritjeje dhe uljeje. Sinjali përmbante linja thithjeje të monoksidit të karbonit të renditura në një sekuencë të ngjashme me barkodin, një veçori që zakonisht pritet në atmosferat e planetëve gjigantë.

Spektroskopia gjithashtu i lejoi ekipit të matë shpejtësinë radiale të objektit, e cila përshkruan lëvizjen e tij drejt ose larg vëzhguesit. Shpejtësia, vendndodhja dhe përputhja e tij me diskun e mbetjeve përputheshin të gjitha me atë që shkencëtarët do të prisnin nga një planet që rrotullohet rreth Beta Pictoris.

Këto matje ndihmuan në përjashtimin e mundësive të tjera, si për shembull një yll i largët në sfond ose një xhuxh kafe, atmosfera e të cilit gjithashtu përmbante monoksid karboni.

Dëshmitë kimike konfirmojnë një botë të fshehur

"Kishte një burim drite të ndritshëm të papritur brenda imazheve të Njësisë së Fushës së Integruar, por ne kemi mësuar të mos u besojmë njollave të ndritshme në imazhe," tha Jean-Baptiste Ruffio, shkencëtar kërkimor në Universitetin e Kalifornisë, San Diego dhe hetuesi kryesor i vëzhgimeve të para të Webb-it ku u bë zbulimi.

"Ato mund të jenë artefakte të instrumentit ose struktura të tjera në diskun e mbetjeve. Duke marrë një spektër në të njëjtën kohë me imazhin, ne ishim në gjendje t’i konfirmonim shpejt dyshimet tona."

Astronomët më vonë kryen vëzhgime të mëtejshme me MIRI të Webb-it (Instrumenti në Infra të Kuqe të Mesme) përmes një kërkese për kohë vëzhgimi të veçantë të drejtorit. Këto vëzhgime zbuluan avull uji dhe metan, duke shtuar prova të mëtejshme se objekti ishte një planet dhe duke zbuluar më shumë hollësi rreth atmosferës së tij.

Kjo metodë u dha studiuesve një avantazh të rëndësishëm krahasuar me fotografimin tradicional. Që nga vëzhgimi i parë, ata jo vetëm që mundën të përcaktonin se objekti ishte një planet, por gjithashtu filluan të studionin përbërjen kimike të atmosferës së tij dhe vetitë fizike.

"Një spektër përmban një sasi të jashtëzakonshme informacioni," tha Ruffio. "Nuk mësoni vetëm se diçka është një planet; menjëherë filloni të mësoni për temperaturën, përbërjen kimike dhe lëvizjen e tij."

Një hetim i pavarur fotografik mbështeti gjithashtu zbulimin. Ky punim u udhëhoq nga Ben Sutlieff i Universitetit të Edinburgut dhe Markus Bonse i Observatorit Jugor Evropian. Duke përdorur vëzhgime nga Teleskopi Shumë i Madh i Observatorit Jugor Evropian dhe NIRCam të Webb-it (Kamera e Afërt me Infra të Kuqe), studiuesit verifikuan në mënyrë të pavarur se Beta Pictoris d ekziston.

Gjetja e një planeti përmes mjegullës kozmike

Beta Pictoris d i ka shpëtuar zbulimit për vite me radhë sepse është i vendosur brenda një prej disqeve më të ndritshëm të mbetjeve kozmike që astronomët kanë vëzhguar ndonjëherë.

Pluhuri në disk shpërndan dritën nga ylli qendror, duke krijuar një efekt të ngjashëm me mjegullën. Kjo shkëlqim i fortë e bën të vështirë për metodat standarde të fotografimit të dallojnë një planet nga strukturat e afërta të pluhurit dhe burimet e tjera të dritës.

Metoda spektroskopike e Webb-it u lejoi studiuesve të shikonin përtej një pjese të madhe të këtij konfuzioni. Në vend që të mbështeteshin vetëm te shkëlqimi i dukshëm i planetit, shkencëtarët izoluan sinjale të ngushta molekulare që janë karakteristike për atmosferën planetare.

Prania e Beta Pictoris d mund të ndihmojë gjithashtu astronomët të kuptojnë pamjen e pazakontë të diskut të mbetjeve të këtij sistemi. Disku ka një kufi të brendshëm të përcaktuar qartë, së bashku me disa struktura të tjera që kanë qenë të vështira për t’u shpjeguar.

Astronomët kishin propozuar më parë se një planet i pazbuluar i ngjashëm me Beta Pictoris d mund të ishte duke formuar diskun dhe duke krijuar disa prej këtyre veçorive. Zbulimi i tij tani u jep studiuesve një shpjegim të mundshëm për arkitekturën e pazakontë të diskut.

Një metodë e re për zbulimin e ekzoplanetëve

Ky zbulim bën më shumë sesa të shtojë një tjetër botë në sistemin Beta Pictoris. Ai demonstron një strategji të re për zbulimin e ekzoplanetëve në mjedise të ndërlikuara dhe me shumë pluhur.

Beta Pictoris d është planeti i parë i fotografuar drejtpërdrejt që është zbuluar kryesisht përmes spektroskopisë me rezolucion mesatar. Ky rezultat tregon se astronomët mund të lokalizojnë botë të tjera duke identifikuar gjurmët molekulare të atmosferave të tyre, në vend që të varen tërësisht nga fotografimi tradicional me koronograf.

Kjo aftësi mund të jetë veçanërisht e vlefshme kur planetët fshihen nga disqe të ndritshme mbetjesh ose struktura të tjera që i bëjnë të vështirë për t’u dalluar në imazhet e zakonshme të teleskopëve.

Studiuesit synojnë të vazhdojnë analizimin e vëzhgimeve të Webb-it për të përmirësuar vlerësimet e tyre mbi temperaturën, përbërjen atmosferike dhe orbitën e Beta Pictoris d. Këto studime mund të ofrojnë një pamje edhe më të detajuar të një prej sistemeve planetare më të njohura përtej sistemit tonë.

Pamja në zgjerim e Webb-it mbi botët e largëta

Teleskopi Hapësinor James Webb është observatori kryesor në botë për shkencën hapësinore. Webb po zgjidh mistere në sistemin tonë diellor, po shikon përtej tij drejt botëve të largëta rreth yjeve të tjerë dhe po heton strukturat misterioze dhe origjinën e universit tonë, si dhe vendin tonë brenda tij.

Webb është një program ndërkombëtar i udhëhequr nga NASA së bashku me partnerët e saj, ESA (Agjencia Evropiane e Hapësirës) dhe CSA (Agjencia Kanadeze e Hapësirës)./ScienceDaily