James Webb-Forscher darüber, wie das Teleskop die Atmosphären von Exoplaneten untersuchen wird

Wenn das James-Webb-Weltraumteleskop in diesem Sommer den wissenschaftlichen Betrieb aufnimmt, wird es zur Untersuchung einer Vielzahl astronomischer Objekte eingesetzt, von supermassereichen Schwarzen Löchern bis hin zu fernen Galaxien. Eines der großen wissenschaftlichen Ziele von Webb ist es , mehr über Exoplaneten oder Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu erfahren und insbesondere die Atmosphären von Exoplaneten zu untersuchen. Mit aktuellen Teleskopen ist es äußerst schwierig zu sagen, ob ein Exoplanet eine Atmosphäre hat oder woraus diese Atmosphäre zusammengesetzt sein könnte, aber die empfindlichen Instrumente von Webb werden in der Lage sein, diese Atmosphären zu erkennen und mehr über entfernte Planeten zu erfahren – möglicherweise sogar bewohnbare Welten zu finden.

Einer der Forscher, der Webb zur Analyse von Exoplanetenatmosphären verwenden wird, Knicole Colón, Webbs stellvertretende Projektwissenschaftlerin für Exoplanetenforschung, hat in einem kürzlich erschienenen NASA- Blogbeitrag mehr über diese Arbeit preisgegeben:

„Eine spezielle Exoplaneten-Beobachtung, die mit Webb durchgeführt wird, beinhaltet das Sammeln von Beobachtungen im Verlauf der Umlaufbahn eines Planeten, um Messungen der atmosphärischen Zusammensetzung und Dynamik zu ermöglichen“, schreibt Colón. „Ich bin an einem Programm zur Beobachtung des Gasriesen HD 80606 b als Teil von Webbs erstem Beobachtungsjahr beteiligt. Da die Umlaufbahn von HD 80606 b extrem exzentrisch (nicht kreisförmig) und lang (111 Tage) ist, beträgt die Energiemenge, die der Planet von seinem Stern erhält, etwa das 1- bis 950-fache dessen, was die Erde von der Sonne erhält! Dies führt zu extremen Temperaturschwankungen, die voraussichtlich dazu führen werden, dass sich in sehr kurzer Zeit schnell Wolken bilden und in der Atmosphäre des Planeten auflösen.“

Um mehr über diese dramatischen atmosphärischen Schwankungen zu erfahren, wird Colóns Team den Nahinfrarot-Spektrographen oder das NIRSpec-Instrument von Webb verwenden, um das vom Planeten kommende Licht zu analysieren, um mehr über seine Zusammensetzung zu erfahren: „Unser Wissenschaftsteam wird diese vorhergesagte Wolkendynamik im Laufe des Kurses in Echtzeit untersuchen einer kontinuierlichen ~18-stündigen Beobachtung von HD 80606 b, während es hinter seinem Stern vorbeizieht, wobei das NIRSpec-Instrument auf Webb verwendet wurde, um thermisches Licht aus der Atmosphäre des Planeten zu messen.“

Neben Gasriesen wie HD 80606 b wird Webb in seinem ersten Forschungszyklus auch die Atmosphären erdähnlicher oder terrestrischer Planeten untersuchen, heiße felsige Exoplaneten untersuchen, die von Vulkanen bedeckt sind, die Materiescheiben untersuchen, aus denen Planeten entstehen, und Schauen Sie sich extreme Welten in der Nähe ihrer Wirtssterne an, die heißen Jupiter genannt werden.

Dies baut auf der Arbeit aktueller Exoplaneten-Jagd-Teleskope wie dem Transiting Exoplanet Survey Satellite oder TESS auf, schreibt Colón: „Da TESS und andere Surveys weiterhin regelmäßig weitere Planeten in unserer Galaxie entdecken und Webb sich darauf vorbereitet, die Atmosphären von zu untersuchen In vielen dieser neu entdeckten Welten stehen unsere Exoplaneten-Abenteuer in vielerlei Hinsicht erst am Anfang.“