Publican la primera imagen de un mundo extraterrestre capturada por el James Webb


Astrónomos de la Universidad de Exeter han liderado el esfuerzo para capturar la primera imagen directa de un exoplaneta utilizando el telescopio espacial pionero James Webb.

La notable imagen muestra al gigante gaseoso HIP65426b, de unas cinco a diez veces la masa de Júpiter y formado hace entre 15 y 20 millones de años.

Marcas de imagen sin restar y restadas de KLIP para los filtros NIRCam F356W (fila superior) y MIRI F1140C (fila inferior). La columna más a la izquierda muestra la imagen mediana sin restar para un solo rollo de ciencia, y todas las demás columnas muestran las imágenes restadas de KLIP para los métodos de resta ADI, RDI y ADI+RDI usando la cantidad máxima de modos KLIP PCA. Todas las imágenes están orientadas como muestra la flecha direccional en la columna de imágenes sin restar, y la posición del planeta (círculo blanco) y la estrella (estrella blanca) están marcadas. Además, la intensidad de todas las imágenes para un filtro determinado se escala de forma idéntica. El exoplaneta, HIP 65426 b, se puede identificar fácilmente en un ángulo de posición de ~150◦ en las imágenes sustraídas. Notamos que el núcleo central distintivo en forma de «hamburguesa» y la estructura de seis lóbulos del PSF complementario en las imágenes de NIRCam es una característica esperada que está relacionada con el diseño de parada de Lyot, y no indica fuentes astrofísicas discretas. Crédito: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.14990

Las observaciones fueron dirigidas por la profesora Sasha Hinkley de la Universidad de Exeter, en colaboración con un equipo internacional de investigadores.

El profesor Hinkley dice que «este es un momento transformador, no solo para Webb sino también para la astronomía en general. Con Webb, hay un conjunto completamente nuevo de física que podemos hacer para observar la química de estos planetas».

Los astrónomos descubrieron el planeta en 2017 utilizando el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. Estas imágenes anteriores del planeta se produjeron utilizando longitudes de onda de luz infrarrojas cortas y cubrieron solo un rango relativamente estrecho de la emisión total del planeta.

La presencia de la mayoría de los exoplanetas solo se ha inferido utilizando métodos indirectos, como el método de tránsito en el que parte de la luz de la estrella anfitriona es bloqueada por un planeta que pasa por delante. Sin embargo, tomar imágenes directas de exoplanetas ha resultado más desafiante, ya que las estrellas anfitrionas alrededor de las cuales orbitan los planetas son mucho más brillantes, en este caso de varios miles a más de diez mil veces más brillantes.

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. (Versión sin etiqueta). Crédito: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), el equipo ERS 1386 y A. Pagan (STScI).

Para la nueva imagen, el equipo de investigación utilizó luz infrarroja media y térmica, lo que reveló nuevos detalles que los telescopios terrestres no podrían recopilar debido al brillo infrarrojo intrínseco de la atmósfera terrestre. Estos incluyen detalles sobre la composición química de la atmósfera del planeta, que aparece roja debido a los minerales, llamados silicatos, que forman un polvo fino en la atmósfera.

El equipo cree que la imagen muestra cómo la poderosa mirada infrarroja del Telescopio James Webb puede capturar más mundos más allá de nuestro sistema solar, señalando el camino hacia futuras observaciones que revelarán más información que nunca sobre los sistemas exoplanetarios.

Dado que el planeta está unas 100 veces más lejos de su estrella anfitriona que la Tierra del Sol, está lo suficientemente lejos de la estrella como para que Webb pueda separar el planeta de la estrella en la imagen. La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de JWST están equipados con coronógrafos, que son conjuntos de máscaras diminutas que bloquean la luz de las estrellas, lo que permite a Webb tomar imágenes directas de ciertos exoplanetas como este.

«Fue realmente impresionante lo bien que funcionaron los coronógrafos JWST para suprimir la luz de la estrella anfitriona», dijo Hinkley.

Con información de Phys.org

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