Telescopul James Webb a reperat CO2 în atmosfera unei exoplanete

Telescopul spațial James Webb a mirosit pentru prima dată dioxidul de carbon în atmosfera unei planete din alt sistem solar.

„Este incontestabil. Este acolo. Este cu siguranță acolo”, spune omul de știință planetar și coautor al studiului Peter Gao de la Carnegie Institution for Science din Washington, D.C. „Au existat indicii de dioxid de carbon în observațiile anterioare, dar niciodată nu au fost confirmate într-o asemenea măsură”.

Descoperirea, trimisă la arXiv.org pe 24 august, marchează primul rezultat științific detaliat publicat de la noul telescop. De asemenea, ea indică drumul spre găsirea aceluiași gaz cu efect de seră în atmosferele unor planete mai mici, mai stâncoase, care seamănă mai mult cu Pământul.

Planeta, botezată WASP-39b, este uriașă și umflată. Este puțin mai largă decât Jupiter și la fel de masivă ca Saturn. Și orbitează în jurul stelei sale la fiecare patru zile pământene, ceea ce o face să fie foarte fierbinte. Aceste caracteristici o fac un loc teribil pentru a căuta dovezi de viață extraterestră (SN: 4/19/16). Dar această combinație de atmosferă pufoasă și de treceri frecvente prin fața stelei sale o face ușor de observat, o planetă perfectă pentru a pune la încercare noul telescop.

James Webb, sau JWST, a fost lansat în decembrie 2021 și a lansat primele sale imagini în iulie 2022 (SN: 7/11/22). Timp de aproximativ opt ore în luna iulie, telescopul a observat lumina stelară care s-a filtrat prin atmosfera groasă a planetei, în timp ce aceasta traversa între steaua sa și JWST. În acest fel, moleculele de dioxid de carbon din atmosferă au absorbit anumite lungimi de undă din acea lumină stelară.

Observațiile anterioare ale lui WASP-39b cu Telescopul spațial Spitzer al NASA, acum dispărut, au detectat doar o adiere de absorbție la aceeași lungime de undă. Dar nu a fost suficient pentru a-i convinge pe astronomi că dioxidul de carbon era într-adevăr acolo.

„Nu aș fi pariat mai mult de o bere, cel mult un pachet de șase, pe acel indiciu ciudat de tentativă de dioxid de carbon de la Spitzer”, spune astronomul Nicolas Cowan de la Universitatea McGill din Montreal, care nu a fost implicat în noul studiu. Pe de altă parte, detecția JWST „este solidă ca piatra”, spune el. „Nu aș paria pe primul meu născut, pentru că îl iubesc prea mult. Dar aș paria pe o vacanță frumoasă”.

Datele JWST au arătat, de asemenea, un pic de absorbție suplimentară la lungimi de undă apropiate de cele absorbite de dioxidul de carbon. „Este o moleculă misterioasă”, spune astronomul Natalie Batalha de la Universitatea din California, Santa Cruz, care a condus echipa din spatele observației. „Avem mai mulți suspecți pe care îi interogăm”.

Cantitatea de dioxid de carbon din atmosfera unei exoplanete poate dezvălui detalii despre modul în care s-a format planeta (SN: 5/11/18). Dacă planeta a fost bombardată de asteroizi, acest lucru ar fi putut aduce mai mult carbon și ar fi îmbogățit atmosfera cu dioxid de carbon. Dacă radiațiile provenite de la stea au îndepărtat o parte din elementele mai ușoare din atmosfera planetei, acest lucru ar putea face ca aceasta să pară mai bogată în dioxid de carbon.

În ciuda faptului că este nevoie de un telescop atât de puternic ca JWST pentru a-l detecta, dioxidul de carbon ar putea fi în atmosferele din întreaga galaxie, ascuns la vedere. „Dioxidul de carbon este una dintre puținele molecule care este prezentă în atmosferele tuturor planetelor din sistemul solar care au atmosferă”, spune Batalha. „Este o moleculă de primă linie”.

În cele din urmă, astronomii speră să folosească JWST pentru a găsi dioxidul de carbon și alte molecule în atmosferele unor planete stâncoase mici, cum ar fi cele care orbitează în jurul stelei TRAPPIST-1 (SN: 12/13/17). Unele dintre aceste planete, aflate la distanța potrivită față de steaua lor pentru a susține apa lichidă, ar putea fi locuri bune pentru a căuta semne de viață. Încă nu s-a văzut dacă JWST va detecta aceste semne de viață, dar va putea detecta dioxidul de carbon.

„Primul meu gând când am văzut aceste date a fost: „Wow, asta va funcționa”, spune Batalha.