News - Телескопу Джеймса Уэбба удалось измерить температуру экзопланеты

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) уже получил признание за предоставление информации, которую ранее было невозможно получить. И теперь ему удалось определить температуру экзопланеты, пишет Science News. Астрономы считают JWST вершиной космических телескопов. Это самый большой и мощный телескоп, когда-либо запускавшийся в космос, и он является преемником космического телескопа Хаббл. Многие полагают, что с помощью JWST мы сможем наблюдать более отдаленные регионы Вселенной. Он состоит из нескольких камер и спектрометров, способных обнаруживать инфракрасное излучение. К ним относятся спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam). Ученые надеются получить информацию, которая поможет им узнать, как выглядела ранняя Вселенная, как формировались и развивались галактики и как звезды рождались внутри газовых и пылевых туманностей. В то же время еще одна важная миссия JWST — изучить атмосферы экзопланет и выяснить, содержат ли наблюдаемые планеты ингредиенты, необходимые для возникновения жизни. 27 марта JWST смог измерить дневную температуру каменистой экзопланеты TRAPPIST-1 b. Теоретически мы можем измерить температуру небесных тел, используя закон Стефана-Больцмана, который связывает температуру тела с его потоком — мерой количества света, которое оно излучает. Таким образом, чтобы теоретически рассчитать температуру планеты, необходимо определить поток ее родительской звезды, который можно измерить, расстояние между планетой и звездой и «альбедо» планеты. Альбедо — это величина, которая учитывает долю звездного света, отраженного от планеты. Планета с альбедо 1 — единица — прекрасно отражает весь падающий на нее свет, а планета с альбедо 0 поглощает все падающее на нее излучение. Затем астрономы определяют температуру планеты, используя величину альбедо планеты и общий поток родительской звезды. Этот метод расчета температуры планеты прост и довольно груб. В JWST находится несколько камер и спектрометров. С помощью прибора MIRI, состоящего из камеры и спектрографа, была измерена температура дневной стороны планеты TRAPPIST-1 b. Фотометрические наблюдения TRAPPIST-1 b были проведены MIRI сразу после начала ее вторичного затмения. Вторичное затмение — это когда экзопланета начинает отставать от своей родительской звезды, как это видит такой «наблюдатель», как JWST. Наблюдения последнего проводились с использованием фильтра F1500W телескопа MIRI. Этот фильтр позволяет обнаруживать инфракрасное излучение определенной длины волны, подобное тому, которое ученые ожидают увидеть от экзопланет, поскольку TRAPPIST-1 b является планетой и, следовательно, не излучает собственного света. Однако при просмотре в инфракрасном диапазоне он излучает свет. Поэтому MIRI — идеальный инструмент для наблюдения экзопланет. Обнаружив его в инфракрасном диапазоне, мы можем определить его поток или яркость. MIRI, используя фильтр F1500W, наблюдал TRAPPIST-1 b в течение пяти различных вторичных периодов наблюдения. Данные наблюдений состоят из измерения яркости планеты в инфракрасном излучении. Затем ученые уменьшают и оптимизируют их с помощью компьютерного программного обеспечения и получают «кривую блеска» экзопланеты. Компьютерные модели показывают, что если бы TRAPPIST-1 b не имел должным образом распределенной тепловой атмосферы, его температура была бы чуть более 500 К. Но если бы TRAPPIST-1 b имел атмосферу с равномерным распределением тепла, его дневная температура была бы близка к 400 К. Сравнение этих моделей позволяет предположить, что TRAPPIST-1 b, скорее всего, является каменистой планетой без атмосферы. Если бы у него была атмосфера, тепло распределялось бы по нему равномерно, снижая дневную температуру. Достижение JWST — это только начало. Его способность обнаруживать вторичное затмение сама по себе является огромным достижением. Измеряя температуру планеты, мы можем определить, есть ли у нее атмосфера, что является важным шагом в определении существования жизни на планете. По мере увеличения количества подобных наблюдений за другими планетами мы узнаем больше о возможностях жизни на других планетах. Понимание происхождения жизни также является одной из задач JWST. Ученые надеются, что эти наблюдения следующего поколения смогут предоставить больше информации о свойствах атмосфер других экзопланет во Вселенной.