Webb legt gedetailleerd spectrum vast van de atmosfeer van WASP-96b
De Webb Space Telescope heeft het onmiskenbare signaal van water gevonden, met daarnaast bewijs voor wolken en mist, in de atmosfeer van de exoplaneet WASP-96b. dit is een hete, opgezwollen gasreus op een afstand van ongeveer 1500 lichtjaar in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Phoenix.
WASP-96b werd in 2013 gevonden door astronomen tijdens het Wide Angle Search for Planets (WASP)-onderzoek. De exoplaneet bevindt zich op een afstand van ongeveer 1500 lichtjaar van de Aarde in de richting van het sterrenbeeld Phoenix.
WASP-96b draait om een 8 miljard jaar oude, zonachtige ster, WASP-96. De exoplaneet doet dat met een periode van 3,4 dagen. De planeet is met een berekende oppervlaktetemperatuur van 1027°C erg heet.
De exoplaneet heeft een massa van minder dan 0,5 * de massa van Jupiter en een diameter van 1,2 * de diameter van Jupiter. Het is dus een erg opgezwollen planeet.
De combinatie van een grote grootte, korte baanperiode, opgezwollen atmosfeer en gebrek aan storend licht van andere objecten aan de sterrenhemel maakt WASP-96b een ideaal doel voor atmosferische waarnemingen.
Op 21 juni 2022 nam de Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) aan boord van de Webb gedurende 6,4 uur het licht van het WASP-96 systeem waar. In die periode bewoog de planeet voorlangs zijn ster.
Het resultaat is een lichtcurve die het afzwakken van het sterlicht tijdens de overgang toont en een transmissiespectrum dat de helderheidsveranderingen van de individuele golflengtes van infrarood licht tussen 0,6 en 2,8 micrometer toont.
Het transmissiespectrum toont voorheen verborgen details van de atmosfeer: de onmiskenbare handtekening van water, aanwijzingen van mist en bewijs van wolken die op grond van eerdere waarnemingen niet werden verwacht.
Een transmissiespectrum wordt gemaakt door sterlicht dat door de atmosfeer van een planeet wordt gefilterd op het moment dat die voorlangs de ster beweegt met ongefilterd sterlicht dat is gedetecteerd met de planeet naast de ster.
Webb is in staat om de abundanties van belangrijke gassen in de atmosfeer van een planeet te detecteren en te meten op basis van het absorptiepatroon – de locaties en de hoogtes van de pieken de in de grafiek.
Het spectrum van WASP-96b is niet alleen het meest gedetailleerde nabij-infrarode transmissiespectrum dat ooit van de atmosfeer van een exoplaneet is gemaakt maar het bevat ook een opmerkelijk groot bereik aan golflengtes waaronder zichtbaar rood licht en een deel van het spectrum dat nooit eerder door andere telescopen is waargenomen (golflengtes langer dan 1,6 micrometer).
Dit deel van het spectrum is in het bijzonder gevoelig voor water en andere belangrijke moleculen zoals zuurstof, methaan en koolstofdioxide. Deze zijn niet direct zichtbaar in het spectrum van WASP-96b maar zouden wel in de atmosferen van andere exoplaneten gevonden kunnen worden.
De blauwe lijn in de grafiek is een best-fit model dat rekening houdt met de gegevens, de bekende eigenschappen van WASP-96b en zijn ster (bijvoorbeeld grootte, massa en temperatuur) en veronderstelde kenmerken van de atmosfeer.
Het extreme gedetailleerde spectrum, gemaakt door 280 individuele spectra simultaan genomen tijdens de waarneming, te analyseren levert slechts een glimp op van wat Webb in petto heeft voor het onderzoek van exoplaneten.
Het komende jaar zullen de Webb-astronomen spectroscopie gebruiken of de oppervlaktes en atmosferen van tientallen exoplaneten te onderzoeken, van kleine rotsachtige planeten toe grote gas- en ijsreuzen.
Bijna 25% van de eerste waarneemcyclus van Webb is toegekend aan het bestuderen van exoplaneten en de materialen waaruit ze bestaan.
Eerste publicatie: 16 juli 2022
Bron: Sci-News en anderen
