Astronomija ir spērusi tālāku soli tālu pasauļu izpētē, pateicoties nepieredzētai uztveršanai: Džeimsa Veba kosmosa teleskops ir izdevies tieši nofotografēt aukstu eksoplanetu, kas atrodas tikko 12 gaismas gadi no Zemes. Runa ir par Epsilon Indi Ab, gāzes milzu planēta, kas savu īpašību dēļ ļauj mums ieskatīties mūsu pašu Saules sistēmas evolūcijas vēsturē ar tādu precizitāti, kāda nekad iepriekš nebija sasniegta.
Šajā gadījumā pētnieki ir izmantojuši instrumenta uzlaboto koronagrāfu MIRIJA (Vidusinfrasarkanais), lai atdalītu planētas gaismu no tās saimniekzvaigznes Epsilon Indi A apžilbinošā spožuma. Rezultāts ir visspilgtākais un detalizētākais tik foršas eksoplanetas attēls, kāds jebkad iegūts, un tas ir pavērsiens, kas iespējams tikai ar Veba novatorisko tehnoloģiju.
Epsilon Indi Ab atklājums Tas ir aktuāls ne tikai tā tuvuma Zemei, bet arī retuma dēļ: šāda veida planētas ar tik zemu temperatūru un kuras ir bijis iespējams tieši novērot, pašreizējā rekordā ir knapi daži desmiti.
Neparasts portrets: Epsilon Indi Ab, visvairāk pētītā aukstā eksoplaneta
Planēta Epsilon Indi Ab gadiem ilgi ir intriģējis zinātnieku aprindas. Tās esamība bija zināma, veicot netiešus mērījumus, jo īpaši ar radiālā ātruma paņēmienu, kas nosaka sīkās zvaigznes svārstības, ko izraisa masīvas planētas gravitācija. Taču līdz šim nevienam nebija izdevies to tieši novērot.
Izmantojot jutību MIRIJA, Džeimss Vebs tvēra infrasarkano gaismu, ko izstaro pats Epsilon Indi Ab. Šī stratēģija ir ļoti svarīga, lai atklātu aukstās planētas, kuru atlikušais siltums vairs nav pietiekams, lai to izstarotu redzamajā, bet to var atklāt vidējā infrasarkanajā starā. Attēlā redzams punktam līdzīgs korpuss, kas nav izšķirts diskā, kur 10,6 mikronu gaisma parādās zilos toņos un 15,5 mikronu gaisma parādās oranžos toņos. Primārās zvaigznes atrašanās vieta ir atzīmēta, lai gan koronagrāfs ir likvidējis tās gaismu.
Rezultāts ir divtik vērtīgs: ne tikai apstiprina planētas esamību un tās pamatīpašības, bet arī ļauj salīdzināt tās atmosfēras raksturlielumus ar mūsu Saules sistēmas gāzes gigantu īpašībām.
Ar paredzamo temperatūru tikai 2 grādi pēc Celsija Epsilon Indi Ab ir viena no aukstajām eksoplanētām, kas ir praktiski līdzvērtīga šķidram ūdenim uz Zemes, ar vistiešākajiem un detalizētākajiem novērojumiem. Tas padara to par būtisku atsauci, pētot atmosfēru, kas bagāta ar tādiem savienojumiem kā metāns, oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds, kas varētu būt lielos daudzumos un būtiski mainīt mūs sasniedzošās gaismas absorbcijas profilu.
Dabiska laboratorija planētu sistēmu evolūcijas izpratnei
Zvaigzne Epsilon Indi A, šīs eksoplanētas saimnieks, ir oranžais punduris, kas ir nedaudz vēsāks un līdzīgs mūsu Saulei. Tas, ka ap šāda veida zvaigzni riņķo tik masīva un auksta planēta, astronomiem piedāvā iespēju Pētīt planētu veidošanās un atmosfēras evolūcijas procesus kontekstā, kas ir ļoti līdzīgs un tomēr tālu no mūsu pašu..
Pēc pētnieka domām Karolīna Morlija (Teksasas Universitāte Ostinā), līdz šim Epsilon Indi Ab klātbūtne tika secināta tikai caur netiešā analīze. Tā izvēle par Džeimsa Veba teleskopa prioritāro mērķi bija atbilde uz cerībām atrast planētu, kas ir “līdzīgāka Jupiteram nekā jebkura cita līdz šim nofotografēta”.
Galvenais autors, Elizabete Metjūsa (Maksa Planka Astronomijas institūts, Vācija) norāda, ka lielākā daļa līdz šim tieši novēroto eksoplanetu bija jauni, karsti ķermeņi. "Tā kā planētas atdziest un saraujas dzīves laikā, tās kļūst daudz mazāk gaismas un grūtāk pētīt," skaidro Metjūss. Tas ir viens no galvenajiem izaicinājumiem nobriedušu eksoplanetu astrofizika.
Tāpēc Epsilon Indi Ab ir reta iespēja izpētīt gāzes gigantu progresīvā evolūcijas stadijā, līdzīgi kā lielākiem ķermeņiem mūsu pašu Saules sistēmā.
Visinteresantākā ekspertiem ir iespēja analizēt atmosfēras sastāvu precīzi. Epsilon Indi Ab ir tikai par aptuveni 100 grādiem siltāks nekā Jupiters un Saturns, kas ļauj salīdzināt liela mēroga dzesēšanas, kontrakcijas un atmosfēras attīrīšanas procesus. Turklāt, salīdzinot ar brīvi peldošajiem brūnajiem punduriem, Epsilon Indi Ab ir vēl vēsāks, ļaujot mums izpētīt, cik precīzi pašreizējie modeļi atspoguļo novēroto realitāti.
Tas pārsteidz pat pašus zinātniekus
Lai gan Epsilon Indi Ab klātbūtni paredzēja tās zvaigznes radiālā ātruma modeļi, tā īstie parametri komandu mulsināja. Saskaņā ar Veba novērojumiem planētai ir gandrīz divas reizes lielāka par paredzēto masu, tā riņķo nedaudz tālāk no savas zvaigznes un apraksta atšķirīgu orbītu, nekā sākotnēji prognozēts. Šī neatbilstība starp teorētiskajām prognozēm un tiešajiem mērījumiem izceļ planētu sistēmu sarežģītību un nepieciešamību pētīt vairāk lauka gadījumu ar reāliem datiem.
Komanda arī norāda uz kādu atmosfēras īpatnību, kas apgrūtina datu interpretāciju. Saskaņā ar sākotnējām analīzēm Epsilon Indi Ab ir mazāk spilgts, nekā gaidīts īsākos viļņu garumos, kas varētu būt saistīts ar atmosfērā, kas ir stipri noslogota ar metānu un citām absorbējošām gāzēm vai blīvu mākoņu segumu. Šī uzvedība, kas ir neparasta planētām ar līdzīgām īpašībām, paver jaunas pētniecības līnijas ķīmiskajos un fizikālajos procesos, kas kontrolē planētu atmosfēru ekstremālos temperatūras apstākļos.
Šobrīd grupai ir ierobežoti fotometriskie mērījumi, un būs nepieciešami turpmāki spektroskopiski novērojumi, lai precīzi noteiktu, kuras sastāvdaļas dominē atmosfērā un kā tās ietekmē starojuma plūsmu.
