Ovo je novi članak s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb.
Kako se u članku ne kaže praktično ništa o tome kakve su te dvije "zvijezde" oko kojih obilazi VHS 1256 b i kako mu je ophodno vrijeme neobično dugo čak i za udaljenost na kojoj orbitira, pošao sam pogledati što je poznato o matičnim zvijezdama toga planeta koji je ovdje u glavnoj ulozi. Nakon izluđujućeg dvodnevnog traganja po više znanstvenih radova, došao sam do podataka koje sam naveo u napomeni umetnutoj u donji prijevod. Taj dio mi se učinio puno zanimljivijim od pijeska u atmosferi VHS 1256 b i, zapravo, ne osobito uvjerljivog Webbovog spektra. Ako astrofizičari koju su proveli ovo istraživanje kažu da je spektar fantastičan (a kažu), onda je to vjerojatno tako, ali nije baš da se na toj krivulji vide neki upadljivi šiljci. No, valjda je to tako kada se pravi spektar egzoplaneta, udaljenih desetke svjetlosnih godina.
Znanstveni rad o kojemu je ovdje riječ je ovdje: https://arxiv.org/pdf/2209.00620.pdf.
Znanstveni rad iz prosinca 2022. g, koji se spominje u spomenutoj napomeni, je ovdje: https://arxiv.org/pdf/2208.08448.pdf.
VHS je kratica od VISTA Hemisphere Survey (https://www.vista-vhs.org ) .
Druga priložena slika je ilustracija VHS 1256 b u orbiti oko VHS J1256-1257.
Vidi i https://www.facebook.com/.../4910.../posts/6060686620687793/ !
|
Priredio i prilagodio: |
Webb na jednom dalekom planetu vidi zrnate oblake u previranju
Istraživači koji su promatrali NASA-inim Svemirskim teleskopom James Webb, uočili su spektralne znake silikatnih oblaka u atmosferi jednog dalekog planeta. Tijekom 22 sata dugog lokalnog dana, ta se atmosfera neprestano uzdiže, miješa i pomiče, doneseći topliji materijal bliže površini i potiskujući onaj rashlađeni u dubinu. Promjene u sjaju do kojih zbog toga dolazi su toliko dramatične da taj objekt čine najpromjenjivijim poznatim objektom planetne mase. Istraživački tim, kojega je vodila Brittany Miles iz Sveučilišta Arizone (Tucson), u Webbovim je podacima sasvim jasno detektirao i vodu, metan i ugljikov monoksid, a pronađeni su i znaci prisutnosti ugljikovog dioksida. To je najveći broj molekula koje su ikad dosad odjednom bile identificirane na nekom planetu izvan Sunčevog sustava.
Katalogiziran kao VHS 1256 b, taj je planet od nas udaljen oko 40 svjetlosnih godina. On orbitira ne oko jedne, već oko dviju zvijezda, i to s ophodnim periodom od 10 tisuća godina. "VHS 1256 b je od svojih zvijezda udaljen oko četiri puta više negoli Pluton od Sunca, što ga čini izvrsnom metom za proučavanje Webbom", kaže Miles. "To znači da svjetlo iz toga planeta nije pomiješano s onim iz njegovih matičnih zvijezda." U višim slojevima atmosfere toga planeta, na razini na kojoj ključaju silikatni oblaci, temperature dosežu vrelih 830°C.
(VHS 1256 b se nalazi u sustavu pune oznake VHS J125601.92-125723.9 (skr. VHS J1256-1257). On orbitira oko dvaju malih, međusobno skoro jednakih objekata (A i B), koji obilaze jedan oko drugog u razmjerno tijesnim orbitama. Prividni sjaj im je podjednak i iznosi po m = 10,5. Znanstveni rad o kojemu je ovdje riječ se oslanja na precizne izmjere paralakse VHS J1256-1257 koje se mogu pronaći u trećem paketu podataka dobivenih ESA-inim astronometrijskim satelitom Gaia. Gaia pokazuje da udaljenost toga sustava iznosi 21,15+/-0,22 parseka, tj. od 68,3 do 69,7 svjetlosnih godina. Jedan znanstveni rad iz prosinca prošle godine, koji se oslanja na mjerenja provedena teleskopom Keck, uz uporabu adaptivne optike, kaže da masa svakog od dvaju središnjih objekata u VHS J1256-1257 iznosi po od 6,65 do 7,45 posto Sunčeve mase. Riječ je, dakle, o objektima koji su ili vrlo masivni smeđi patuljci, ili vrlo lagani crveni patuljci (tj. prave zvijezde). Staze kojima A i B obilaze jedan oko drugoga su prilično izdužene i imaju ekscentričnost od oko e = 0,8826. Za tu je ekscentričnost vjerojatno zaslužan gravitacijski utjecaj planeta VHS 1256 b. Međusobno ophodno vrijeme objekata A i B iznosi oko 7 godina i 4 mjeseca, a zadnji put su se na najmanjem razmaku našli sredinom 2021. g. Te godine nisu mogli biti razlučeni jedan od drugog ni Keckom. Njihov najmanji razmak iznosi oko 69 milijuna kilometara, a najveći oko 519 milijuna kilometara. Taj znanstveni rad iz 2022. g. (kojemu je glavni autor jedan od koautora rada o kojemu je riječ u ovom članku i na kojega se novo istraživanje Webbom nadovezuje) kaže i to da je velika poluos (neka vrsta prosječne udaljenosti od težišta matičnih zvijezda) orbite VHS 1256 b duga od 200 do 460 astronomskih jedinica. Naime, novije i preciznije izmjere paralakse (a time i udaljenosti) VHS J1256-1257 su pokazale da je taj sustav dalje od nas no što je to izgledalo 2015. g, pa su i njegove stvarne dimenzije veće od ranijih procjena. Ovaj članak se u velikoj mjeri oslanja na te ranije izmjere i izračune. Ophodni period VHS 1256 b je sada proračunat na od 6 tisuća do 23 tisuće godina. Masa mu je proračunata na oko 12 Jupiterovih masa (ako još sadrži deuterij) ili na oko 16 Jupiterovih masa (ako je već potrošio deuterij). Taj se objekt svojom masom nalazi na granici iznad koje je moguće fuzirati barem deuterij. U prvom slučaju bi bio oko 30 posto širi od Jupitera, a u drugom oko 22 posto. Prema novoj procjeni, njegova površinska temperatura iznosi oko 900°C. On je ili vrlo masivni planet ili vrlo lagani smeđi patuljak. Prim. prev.)
Unutar tih oblaka, Webb je uočio zrnca silikatne prašine različitih veličina, što je prikazano u spektru. "Finija zrnca silikatne prašine bi mogla više nalikovati dimu", primijećuje Beth Biller, jedna od autorica znanstvenog rada koji opisuje ovo istraživanje, iz Sveučilišta Edinburgha. "Veće čestice bi mogle više nalikovati vrlo vrućim, ali sitnim zrncima pijeska."
U usporedbi s puno masivnijim smeđim patuljcima, VHS 1256 b ima slabu silu težu, pa se silikatni oblaci mogu pojaviti i zadržavati se u višim slojevima njegove atmosfere, gdje ih Webb može detektirati. Drugi razlog zbog kojega mu je nebo tako turbulentno jest dob toga planeta. Prema astronomskim mjerilima, on je prilično mlad. Otkako je nastao, prošlo je samo oko 150 milijuna godina. U milijardama godina koje slijede, on će se nastaviti mijenjati i hladiti.
Ovaj istraživački tim smatra da su ovi rezultati po mnogo čemu prvi "zlatnici" izvađeni iz spektra na kojega ti znanstvenici gledaju kao na škrinju s blagom. Može se reći da su oni tek započeli identificirati što se sve u toj škrinji nalazi. "Prepoznali smo silikate, ali da bismo bolje razumjeli kakve veličine i oblici tih čestica odgovaraju pojedinim vrstama oblaka, trebat ćemo obaviti još puno posla", kaže Miles. "Još nismo rekli posljednju riječ kada je posrijedi ovaj planet. Ovo je tek početak opsežnog modeliranja koje će trebati uskladiti sa složenim Webbovim podacima." ("Webbovi precizni podaci stavljaju na kušnju naše postojeće modele", primijećuje Polychronis Patapis, iz ETH-a u Zürichu. "Postojeći modeli mogu probaviti jednu ili dvije od tvari koje su uočene u ovom spektru, ali ne sve njih!"
Premda su sve tvari koje su opažene u ovom istraživanju bile uočene i na drugim planetima, drugdje u Mliječnom Putu i drugim teleskopima, drugi istraživački timovi odjednom obično identificiraju samo po jednu od njih. "Nijedan drugi teleskop nije odjednom uočio toliko spektralnih potpisa, iz samo jednog objekta", kaže koautor znanstvenog rada Andrew Skemer, iz Kalifornijskog sveučilišta u Santa Cruzu. "U jednom Webbovom spektru vidimo veći broj molekula koje nam govore o dinamičnim oblačnim i zračnim sustavima na tome planetu."
Tim je došao do opisanih zaključaka analizirajući podatke - spektre - dobivene dvama Webbovim instrumentima, NIRSpec-om i MIRI-jem. Kako planet orbitira na velikoj udaljenosti od svojih zvijezda, istraživači su ga bili u stanju promatrati neposredno, bez oslonca na tehniku tranzita ili uporabu koronografa.
U mjesecima i godinama koje dolaze, ovaj i drugi istraživački timovi će imati još puno za naučiti o VHS 1256 b, i to tako da će prekapati po infracrvenim podacima visoke razlučivosti koje je prikupio Webb. "Dobili smo obilje podataka u prilično kratkom promatračkom vremenu", dodaje Biller. "Sa samo nekoliko sati opserviranja, dobili smo nešto što izgleda kao neiscrpan izvor dodatnih otkrića."
Kakav će taj planet biti za više milijardi godina? Kako je toliko udaljen od svojih zvijezda, on će se vremenom hladiti, pa bi i njegovo nebo od oblačnog moglo postati vedro. (On bi se hladio i da je puno bliže zvijezdi oko koje kruži, čak i da je ona puno toplija od njegove. Prim. prev.)
Ovo promatranje VHS 1256 b je provedeno kao dio preliminarnog Webbovog znanstvenog programa, zamišljenog tako da se što prije objave prvi rezultati kako bi astronomska zajednica mogla na prikladniji način uporabiti taj teleskop za karakteriziranje planeta i diskova u kojima oni nastaju (kao i za bilo koje druga astronomska istraživanja).
Znanstveni rad o kojemu je ovdje riječ, bit će objavljen 22. ožujka u Pismima Astrofizikalnog dnevnika.
Spektar
Graf prikazuje jačinu svjetla prema njegovim valnim duljinama. Potražimo prvo u tim Webbovim podacima silikatne oblake! Na osnovu promatranja velikog broja drugih egzoplaneta, mnogim drugim teleskopima, istraživači su znali da potpise oblaka moraju tražiti u točno određenim dijelovima spektra. Potpisi silikata se javljaju na ispred i iza 10 mikrona, valne duljine koja je u infracrvenom dijelu spektra.
Više u atmosferi vjerojatno postoji sloj silikatnih oblaka od vrlo sitnih čestica, nalik dimu. Taj je sloj zaslužan za nastanak zaravnjenja u grafu blizu 10 mikrona. Oblaci od malo krupnijih čestica su vjerojatno na ponešto manjim visinama. Neke od čestica u tim oblacima bi mogle biti približno veličine malih zrnaca kakva postoje u mulju (engl. silt).
Fluktuiranje sjaja VHS 1256 b i dokazi postojanja više oblačnih slojeva na njemu, pronađeni u Webbovom spektru, ukazuju na turbulentnost njegove atmosfere. "Ta opažanja pokazuju da se oblačni obrasci na tome planetu mijenjaju prilično brzo", tumači Biller. Ako bi istraživači poduzeli još ovakvih promatranja, tijekom dužeg vremena, oni bi mogli vidjeti kako se oblik spektra mijenja u skladu s brzim promjenama položaja oblaka za trajanja 22 sata duge rotacije.
Ali ti oblaci nisu nalik ovima u Zemljinoj atmosferi! Oni su vrući, približno s temperaturom kakvu ima plamen svijeće. Gornji slojevi Zemljine atmosfere su vrlo razrijeđeni i izuzetno hladni.
Webbove opservacije VHS 1256 b su istaknule više njegovih tehničkih prednosti. Ne samo da njegovi instrumenti opažaju široki raspon bliskih i srednjih infracrvenih valnih duljina, već i to što se on nalazi u svemiru znači da se njime može opaziti više infracrvenih valnih duljina no što ih stiže do površine Zemlje. (Zemljina atmosfera zaustavlja dio bliskih i srednjih infracrvenih zraka. Pored toga, Webbu ne smeta atmosfera, pa može proizvoditi puno jasnije opservacije.) "Webb je praktično udvostručio valni opseg kojega smo u stanju proučavati", kaže Miles. "Povrh svega, bili smo zatrpani korisnim podacima za samo sedam sati koliko je trajalo bilježenje ovog spektra."
NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI); Brittany Miles (University of Arizona), Sasha Hinkley (University of Exeter), Beth Biller (University of Edinburgh), Andrew Skemer (UC Santa Cruz)
Velika slika spektra: https://stsci-opo.org/STScI-01GVK9HWA971609GK3M9FJ02RY.jpg
https://webbtelescope.org/.../news.../2023/news-2023-105
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
