James Webb tomó su primera imagen de un exoplaneta


El Telescopio Espacial James Webb ha tomado su primera imagen directa de un exoplaneta, un planeta fuera de nuestro Sistema Solar. El exoplaneta, HIP 65425 b es un gigante gaseoso que orbita una estrella de tipo A, tiene una masa de unas nueve veces la de Júpiter y está a unos 355 años luz de la Tierra. Si bien el planeta prácticamente no tiene posibilidades de ser habitable, los datos de estas observaciones muestran cuán poderosa será la herramienta JWST para estudiar exoplanetas.

“Este es un momento transformador, no solo para Webb sino también para la astronomía en general”, dijo Sasha Hinkley en una publicación de blog de la NASA. Hinkley es profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Exeter en el Reino Unido, quien dirigió estas observaciones con una gran colaboración internacional. El artículo científico preliminar del equipo se ha publicado en arXiv.

Esta imagen muestra el exoplaneta HIP 65426 b en diferentes bandas de luz infrarroja, visto desde el telescopio espacial James Webb: el violeta muestra la vista del instrumento NIRCam a 3,00 micrómetros, el azul muestra la vista del instrumento NIRCam a 4,44 micrómetros, el amarillo muestra la vista del instrumento MIRI a 11,4 micrómetros, y el rojo muestra la vista del instrumento MIRI a 15,5 micrómetros. Estas imágenes se ven diferentes debido a las formas en que los diferentes instrumentos Webb capturan la luz. Un conjunto de máscaras dentro de cada instrumento, llamado coronógrafo, bloquea la luz de la estrella anfitriona para que se pueda ver el planeta. La pequeña estrella blanca en cada imagen marca la ubicación de la estrella anfitriona HIP 65426, que se ha sustraído utilizando los coronógrafos y el procesamiento de imágenes. Las formas de barra en las imágenes de NIRCam son artefactos de la óptica del telescopio, no objetos en la escena. Crédito: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), el equipo ERS 1386 y A. Pagan (STScI).

El planeta fue descubierto originalmente en 2017 por el Very Large Telescope de Chile, que tomó imágenes de él utilizando longitudes de onda de luz infrarrojas cortas. Los astrónomos estaban interesados ​​en mirar este planeta con JWST, ya que la capacidad del telescopio para ver en longitudes de onda infrarrojas más largas puede revelar nuevos detalles que los telescopios terrestres no podrían detectar.

Esta no es la primera imagen directa de un exoplaneta tomada desde el espacio. Más de 20 exoplanetas han sido fotografiados previamente por el Telescopio Espacial Hubble y telescopios terrestres como el Gemini Planet Imager. Pero esta primera imagen de exoplaneta de JWST muestra las próximas posibilidades para estudiar mundos distantes.

Las nuevas observaciones de este planeta formaron parte del Programa científico de lanzamiento anticipado de JWST, que permite a los astrónomos, y al público, tener acceso inmediato a los primeros datos de observaciones científicas específicas realizadas por JWST. El público puede ver y comprender la asombrosa variedad de conocimientos científicos de los que es capaz este telescopio, y los astrónomos de todo el mundo tendrán la oportunidad de analizar los datos y planificar observaciones de seguimiento.

Además, estas primeras observaciones con el nuevo telescopio permiten a los astrónomos comprender cómo funciona este telescopio y qué pueden lograr con sus observaciones. En su artículo de preimpresión, el equipo escribe que sus observaciones con JWST, HIP 65425b se detectan claramente en los siete filtros de observación, y esto representa la primera detección directa de un exoplaneta de más de 5 micrones. De hecho, el equipo hizo observaciones a 11,4 y 15,5 micras, lo que supone un enorme salto tecnológico.

Ilustración del telescopio espacial James Webb. Créditos: NASA

El equipo también escribió que estas primeras observaciones brindan una variedad de conocimientos sobre el rendimiento y las mejores prácticas de JWST. Descubrieron que JWST está «superando su rendimiento de contraste anticipado tanto para NIRCam como para MIRI» y que las «observaciones fotométricas de HIP 65426 b brindan una sensibilidad exquisita»… lo que demuestra «que JWST brinda una oportunidad transformadora para estudiar exoplanetas a través de imágenes de alto contraste».

Tomar imágenes directas de exoplanetas es un desafío porque las estrellas son mucho más brillantes que los planetas. Pero JWST lleva coronógrafos para permitir imágenes directas de exoplanetas cerca de sus estrellas. La imagen de este exoplaneta es solo un «punto», no un gran panorama, pero al estudiar ese punto, los astrónomos pueden aprender mucho sobre él. Eso incluye su color, las diferencias entre las estaciones, su rotación y si puede haber diferentes estaciones y clima.

El planeta HIP 65426 b es más de 10.000 veces más débil que su estrella anfitriona en el infrarrojo cercano y unas miles de veces más débil en el infrarrojo medio. Los astrónomos dijeron que en cada imagen filtrada, el planeta aparece como una gota de luz con una forma ligeramente diferente. Eso se debe a las particularidades del sistema óptico de Webb y cómo traduce la luz a través de las diferentes ópticas.

“Obtener esta imagen fue como buscar un tesoro espacial”, dijo Aarynn Carter, investigadora postdoctoral en la Universidad de California, Santa Cruz, quien dirigió el análisis de las imágenes. “Al principio, todo lo que podía ver era la luz de la estrella, pero con un cuidadoso procesamiento de imágenes pude eliminar esa luz y descubrir el planeta”.

Una de las claves de las observaciones de JWST es su capacidad para la espectroscopia, que es la ciencia que mide la intensidad de la luz en diferentes longitudes de onda. Cuando un planeta pasa frente a una estrella, la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta. Los astrónomos explicaron que si, por ejemplo, el planeta tiene sodio en su atmósfera, el espectro de la estrella, sumado al del planeta, tendrá lo que se llama una “línea de absorción” en el lugar del espectro donde se esperaría el sodio. ser visto. Esto se debe a que diferentes elementos y moléculas absorben luz a energías características; y así es como sabemos en qué parte del espectro podemos esperar ver la firma de sodio (o metano o agua) si está presente.

Uno de los usos principales del Telescopio Espacial James Webb será estudiar las atmósferas de los exoplanetas, para buscar los componentes básicos de la vida en otras partes del Universo. El beneficio de hacer observaciones infrarrojas es que es en las longitudes de onda infrarrojas que las moléculas en las atmósferas de los exoplanetas tienen la mayor cantidad de características espectrales. El objetivo final, por supuesto, es encontrar un planeta con una atmósfera similar a la de la Tierra.

Si bien HIP 65426 b no se parece en nada a la Tierra, un gigante gaseoso que tarda 630,7 años en completar una órbita de su estrella y está a 92 UA de su estrella, brinda a los astrónomos su primera experiencia práctica con imágenes y observación. exoplanetas con JWST.

Como escribió el equipo en su artículo, «en su totalidad, estas observaciones confirman que JWST presenta una oportunidad poderosa y emocionante para caracterizar la población de exoplanetas susceptibles de imágenes directas con mayor detalle».

Con información de UniverseToday.com

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