El Telescopio Webb nos mostrará cómo los planetas nunca existieron antes

Cuando James Webb El Telescopio Espacial (JWST) comienza a funcionar en verano, Entrenará los espejos e instrumentos más grandes y poderosos lanzados al espacio en algunos de los objetivos más distantes y fascinantes del universo: las primeras estrellas y galaxias que se formarán en nuestro universo, por supuesto, pero extraterrestres.

JWST No es realmente un cazador de exoplanetas, pero con su vidrio primario de 6,5 metros de diámetro y sus instrumentos espectroscópicos infrarrojos, está bien preparado para ver estos mundos distantes más de cerca que nunca. Si hay signos de ellos viviendo en su atmósfera, nos dice por qué fueron creados.

Cornell es un astrónomo nicole lewis Dice que planea dedicar su tiempo de seguimiento de JWST al estudio de «campo profundo» de WASP-17b. Es unJueves calurosoUn planeta extrasolar a unos 1.000 años luz de distancia. El telescopio «pasará 80 horas mirando el mismo planeta en todas las direcciones utilizando una amplia gama de instrumentos, que comenzarán a comprender cómo son las diferentes partes del planeta», dice Lewis. Contrarrestar. Combinando mediciones de temperatura, composición de nubes y química atmosférica, dice, «podemos dibujar una imagen tridimensional de cómo se verá este Júpiter WASP-17b caliente en particular».

¿Cómo sería un exoplaneta así? Paradójicamente, sería como no tener mucho, como hemos visto antes. Esto es un poco complicado, pero los resultados aún pueden remodelar nuestra comprensión de nuestro lugar en el universo.

¿Cuáles son los planetas para JWST?

«Expresión completa», dice Lewis, «y no vamos a obtener bellas imágenes de exoplanetas». JWST es grande y poderoso, data de miles de millones de años, pero está más allá de sus poderes para juzgar un exoplaneta distante junto a su estrella que se vería como la imagen del Hubble o la Voyager de un planeta en nuestro sistema solar.

Miremos directamente a los exoplanetas, dice Louis, son grandes de todos modos, pero parecen ser «el único punto brillante».

No te decepciones. Ese punto es solo el comienzo. JWST ayudará a crear una imagen más compleja de exoplanetas distantes a lo largo del tiempo.

“Cuando miramos los planetas, pensamos que están en forma óptica porque la luz se refleja en ellos”, dice Lewis. «Pero si realmente quieres burlarte de ellos por hacer tictac, tienes que verlos en el infrarrojo», si quieres saber si hay compuestos orgánicos en su atmósfera.

El prestigioso telescopio espacial Hubble ha realizado una astronomía asombrosa, pero ve principalmente en longitudes de onda ópticas, ultravioleta e infrarrojas. El telescopio espacial Spitzer, ahora retirado, se sintonizó en infrarrojo, pero se retiró en 2020 y, como señala Lewis, realizó una excelente astronomía de exoplanetas que nunca fue diseñada para tal tarea.

También hay telescopios terrestres que se pueden ver en infrarrojo, pero algunas longitudes de onda no pueden acceder a ellos debido a los efectos de filtración de la atmósfera terrestre. En general, dice Lewis, «pudimos detectar huellas dactilares químicas en la atmósfera», pero en casi todos los casos, consideramos que la atmósfera es la misma, la misma cosa, básicamente».

Basado en el espacio y optimizado para una amplia área del espectro infrarrojo, la web proporcionará datos que los científicos pueden usar para crear modelos multidimensionales reales de exoplanetas. Comprender cómo se estructura su atmósfera y cuál es su composición.

«Podemos ver las firmas de dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, todo tipo de especies divertidas», dice Lewis. «Podemos alejarnos de una visión unidimensional del planeta y comenzar a comprender cómo se ve en dos dimensiones».

¿Cómo sería nuestro sistema solar para JWST?

La capacidad del calor para estudiar los objetos más lejanos del universo llama más la atención y el entusiasmo, y el telescopio espacial pasa mucho tiempo mirando más profundamente en los objetos más cercanos a casa.

Heidi Hammel, una científica intermedia asociada con Webb desde principios de la década de 2000, usará su tiempo fuera de la órbita de la Luna para observar Marte, asteroides, extraterrestres e incluso todo en nuestro sistema solar. Los extraños mundos fríos del cinturón de Khyber.

Ella puede estar muy emocionada de ver a Urano. El anillo y el gigante de hielo oblicuo solo fueron visitados una vez por la Voyager 2 en 1986, y orbita a la distancia correcta para una vista óptima del calor. Obtendremos excelentes fotos de Urano con Webb, sin embargo, serán en infrarrojo.

Al describir cómo se ve Urano en la web, Hubble se refiere a una colección de imágenes de un gigante gaseoso tomadas por el Observatorio Keck y el Telescopio Europeo Más Grande (VLT). Las nubes azules y rosadas son visibles en las imágenes ópticas e infrarrojas tomadas por Hubble y Keck, pero las imágenes en el infrarrojo medio tomadas por VLT parecen ser los ojos opacos y tenues de la hermandad o trozos de carbón caliente. La parte trasera de un horno.

“La web tiene la mejor calidad de imagen”, dice Hummel. «Podemos ajustar estas imágenes para que no se vean demasiado borrosas».

La web permitirá a Hummel y a otros científicos planetarios comprender mejor cómo interactúan las atmósferas superior e inferior de Urano. El espectrómetro de Webb les ayudará a mapear la composición química del planeta como antes.

“¿De dónde viene el metano? ¿De dónde viene el etano?, dice Hemel. Podemos burlarnos de esta química en función de la altura y encontrar conexiones.

Por qué es importante – No es coincidencia que los científicos que observan exoplanetas distantes y planetas en nuestro patio trasero estén interesados ​​en la composición espectral y química de sus objetivos. Observaciones como estas no siempre brindan imágenes visuales impactantes de inmediato, y con tantas imágenes del Hubble que puedas colocar en un póster tanto como puedas, pero con el tiempo pueden ayudar a los científicos a dibujar una imagen conceptual más amplia y profunda de cómo todos los planetas y funcionan los sistemas solares. Propio.

Los científicos pasan mucho tiempo respondiendo preguntas sobre cómo llegamos aquí, dice Lewis.

¿Cómo se formó nuestro sistema solar? ¿Cómo se convirtió la Tierra en el único planeta habitable del Sistema Solar?

«Pero siempre tenemos una muestra de ocho cosas para comparar, ¿no? Ahora vamos a obtener una muestra de 300 a 400 cosas», dice.