Mokslininkai padarė reikšmingą atradimą astronomijos istorijoje, tai pirmą kartą pavyko sukurti trimatį planetos, esančios už Saulės sistemos ribų, žemėlapį. Šis pasiekimas tapo įmanomas panaudojus naują metodą, vadinamą užtemimo spektroskopiniu kartografavimu.
Jo dėka buvo galima išmatuoti šviesos emisiją skirtinguose bangos ilgiuose ir atkurti išsamų egzoplanetos atmosferos vaizdą. Pirmoji taip ištirta planeta WASP-18b, priklausanti vadinamųjų „ultrakartųjovių“ klasei. Ji yra apie 400 šviesmečių nuo Žemės ir dešimt kartų masyvesnė už Jupiterį.
Planeta skrieja aplink savo žvaigždę taip arti, kad vienas apsisukimas trunka vos 23 valandas. Dėl šios artumos ji nuolat atsisukusi į savo žvaigždę ta pačia puse, todėl matoma tik jos „dieninė“ pusė.
Šis tyrimas atliktas pasitelkus „James Webb“ kosminio teleskopo infraraudonųjų spindulių įrenginius „Near Infrared Imager ir Slitless Spectrograph“. Tai pirmasis kartas, kai egzoplanetos atmosfera buvo stebima tokio detalumo lygiu, leidžiančiu atkurti ne tik jos paviršiaus vaizdą, bet ir struktūrą pagal aukščio bei temperatūros sluoksnius.
Nauja technologija atvėrė kelią kosminiam kartografavimui
Anksčiau astronomai galėjo sudaryti tik dvimatį šių tolimų pasaulių vaizdą. Dabar, panaudojus spektroskopinį metodą, šviesa suskaidoma į daugybę bangų diapazonų, kurie atskleidžia skirtingas molekules, temperatūrą ir aukštį atmosferoje. Šie duomenys leidžia pažvelgti į egzoplanetą tarsi į trimatį objektą, o ne plokščią šviesos tašką.
Stebėdami planetos šviesos pokyčius prieš ir po jos užtemimo, mokslininkai galėjo sukurti tikslų jos šviesos emisijos modelį. Tokiu būdu buvo atkurta visos atmosferos struktūra ir išskirtos sritys, kurios atspindi skirtingas temperatūras bei chemines sudėtis.
Egzoplaneta su kontrastinga temperatūra
Rezultatai parodė, kad WASP-18b pasižymi labai dideliais temperatūros skirtumais tarp skirtingų zonų. Kai kurios vietos įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių, o kitos yra gerokai vėsesnės. Tai leidžia daryti prielaidą, kad planetos atmosfera pasižymi sudėtinga dinamika ir cheminiu nevienalytiškumu.
Šis tyrimas patvirtino, kad naujoji metodika yra itin jautri ir gali būti pritaikoma kitoms egzoplanetoms. Kiekvienas bangos ilgis atskleidžia skirtingą atmosferos sluoksnį, todėl mokslininkai dabar gali analizuoti šių pasaulių sandarą daug tiksliau nei bet kada anksčiau.
Ką šis atradimas reiškia astronomijai?
Pasak Kornelio universiteto tyrėjo Ryano Challenerio, ši technologija leidžia stebėti egzoplanetas, kurių negalima pamatyti tiesiogiai. Dėl itin ryškių žvaigždžių šviesos jos paprastai būna nematomos, tačiau užtemimo metu galima išmatuoti jų spinduliuotę ir sudaryti išsamų žemėlapį.
Astronomai tikisi, kad šis proveržis taps nauju standartu egzoplanetų tyrimuose. Jau atrasta daugiau nei šeši tūkstančiai tokių pasaulių, todėl galimybė sudaryti jų 3D žemėlapius leis suprasti, kaip skiriasi jų atmosferos, temperatūros bei cheminės savybės. Tai žingsnis link to, kad ateityje galbūt pavyks išsamiai ištirti net ir gyvenimui tinkamas planetas.
Žvilgsnis į ateities tyrimus
Trimatė WASP-18b žemėlapis yra tik pradžia naujos kartografijos eros. „James Webb“ teleskopas atveria kelią sistemingiems atmosferų tyrimams, kurie gali parodyti, kaip formuojasi ir vystosi pasauliai už mūsų Saulės sistemos ribų.
Šis pasiekimas ne tik praplėtė astronomijos galimybes, bet ir suvienijo mokslininkus visame pasaulyje siekiant vieno tikslo, tai pažinti visatos įvairovę. Po šio atradimo kelias link kitų egzoplanetų tyrimų tapo atviresnis nei bet kada anksčiau.
