Los astrónomos detectan una «molécula misteriosa» sobre un exoplaneta gigante gaseoso

El telescopio espacial James Webb ha permitido a los astrónomos estudiar la atmósfera de un exoplaneta gigante gaseoso distante con mayor precisión que nunca. Tres Especialidades en Astronomía.

“Predijimos lo que [the telescope] Nos lo mostrará, pero fue más preciso, más variado y más hermoso de lo que realmente creía. dijo Hannah Wakeford es una investigadora que trabaja con datos web en la Universidad de Bristol.

Modo de transporte: Los exoplanetas orbitan estrellas distintas a nuestro Sol, y una forma en que los astrónomos pueden encontrarlos es buscando caídas regulares en el brillo de las estrellas; estas caídas indican que un exoplaneta está pasando frente a la estrella.

Además, dado que diferentes tipos de moléculas bloquean diferentes longitudes de onda de luz, vea qué longitudes de onda están presentes perdido Cuando un exoplaneta pasa junto a su estrella, los astrónomos también pueden determinar qué tipo de moléculas hay en su atmósfera.

«Era más preciso, más variado y más hermoso de lo que realmente creía».

Hanna Wakeford

Extraterrestre: En 2011, los investigadores descubrieron la técnica de tránsito. Avispa-39bA Un gigante gaseoso A unos 700 millones de años luz de distancia.

El exoplaneta está a 4,3 millones de millas de su estrella (en comparación, la Tierra está a 91,7 millones de millas del Sol) y completa una órbita alrededor de su anfitrión cada cuatro días terrestres. Las observaciones de seguimiento en 2018 arrojaron indicaciones Vapor en su atmósfera.

«Vemos una panofilia de átomos y moléculas en la atmósfera de WASP-39b».

Natalia Padalha

En julio de 2022, los astrónomos se capacitaron para operar de nuevo Telescopio web El exoplaneta usa tres instrumentos diferentes para registrar cuatro tránsitos más allá de su estrella. cinco hojas junto con nuevos conocimientos sobre su atmósfera ahora se publican en línea (dos aún están en proceso de revisión por pares).

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«Vemos una panoplia de átomos y moléculas en la atmósfera de WASP-39b, incluidos sodio, potasio, agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y la misteriosa molécula de dióxido de azufre». dijo Natalie Batalha es una investigadora que trabaja con datos web en UC Santa Cruz.

«Esta es la primera vez que vemos evidencia definitiva de fotoquímica en exoplanetas».

Shang Min Tsai

Energía solar: El dióxido de azufre es una «molécula misteriosa» porque cuando los investigadores observaron por primera vez los datos de la web, vieron algo que no esperaban, y solo entonces pudieron atribuir la extrañeza al dióxido de azufre.

Esto marca el primer descubrimiento de dióxido de azufre. Atmósfera Qué exoplaneta, y su existencia, sugiere que la luz de la estrella WASP-39b está desencadenando reacciones químicas en su atmósfera, un proceso similar al que formó la Tierra. Capa de ozono.

«Esta es la primera vez que vemos fotoquímica (reacciones químicas iniciadas por la energía de la luz de las estrellas) en exoplanetas», dijo Shang-Min Tsai, investigador que trabaja con datos web en la Universidad de Oxford.

Un diagrama que muestra cómo la estrella de WASP-39b ayudó a crear dióxido de azufre en su atmósfera. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Robert Hurt (Centro de Astrofísica-Harvard y Smithsonian) / Melissa Weiss

Nubes y productos químicos: Además de ver qué moléculas están presentes en la atmósfera de WASP-39b, los investigadores también examinaron sus tamaños entre sí, proporcionando información adicional sobre el gigante gaseoso distante.

Por ejemplo, la cantidad de azufre asociada con el hidrógeno sugiere que WASP-39b se formó a partir de la fusión de varios cuerpos más pequeños, cada uno trayendo su propio material a la atmósfera, dice Kazumasa Ohno, investigadora de UC Santa Cruz.

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“Los datos también indican que el oxígeno es más abundante que el carbono en la atmósfera”, dijo Ono. «Esto indica que WASP-39b se formó por primera vez lejos de la estrella central».

Las observaciones web son más reveladoras nubes Encima, el gigante gaseoso, compuesto de sulfuros, silicatos y materiales similares, puede estar fragmentado en lugar de una capa uniforme, otra cosa que los astrónomos no han notado antes en un exoplaneta.

«Esa es una de las mejores partes de ser científico».

laura bandera

Mirando hacia el futuro: Webb se lanzó en diciembre de 2021, justo a tiempo para completar su primer año Observaciones científicas Para julio de 2023, se espera obtener imágenes de aproximadamente 70 exoplanetas.

Todos los hallazgos significativos de las imágenes se presentan Una exoplaneta, y esas futuras observaciones sin duda transformarán nuestra comprensión del universo.

«Podemos ver el panorama general de las atmósferas de los exoplanetas», dijo Laura Flagg, investigadora de la Universidad de Cornell. “Saber que todo va a ser reescrito es increíblemente emocionante. Es una de las mejores partes de ser científico.

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