Das James Webb Space Telescope (JWST) hat seit seiner Einführung am Weihnachtstag 2021 Auswirkungen auf die Astronomie, die nicht überschätzt werden kann. Dieser Einfluss hat sich von Untersuchungen von Objekten innerhalb des Sonnensystems bis zum Rand des beobachtbaren Raums und damit der frühesten vorstellbaren Galaxien erstreckt.
Obwohl die JWST vorausgesagt wurde, dass die Studie der fernen und alten Galaxien ein wichtiger Akteur wurde, wurde das 10 -Milliarden -Dollar -Teleskop nicht erwartet Planeten jenseits des Sonnensystems oder extrasolaren Planeten oder “Exoplaneten”.
Aber die Realität entspricht oft nicht den Erwartungen. Zur Feier von drei Jahren Exoplanet-Wissenschaft aus der JWST hat Joshua Lothringer, ein Astronoma des Space Telescope Science Institute (STSCI) und Exoplanet-Experte, den ersten “Go-to-Hub” für die Öffentlichkeit und die Wissenschaftler geschaffen, um zu sehen, welche Art von Planeten werden vom mächtigsten Weltraumteleskop der Menschheit beobachtet.
Lothringer, der Co-Autor für 20 Publikationen war, die auf JWST-Beobachtungen basieren, einschließlich der Science-Beobachtungen von WASP-39B, hat ein Exoplanet-Dashboard aufgebaut, das Daten zu den Exoplanet-Studien der JWST enthält. Das Dashboard verfügt über ein auffälliges und häufig aktualisiertes GIF, das die untersuchten Planeten visualisiert, und sie mit Namen und gemäß ihrer Masse und der Zeit, die sie benötigt, um ihren übergeordneten Stern zu umkreisen.
“Ich wollte das Dashboard erstellen, weil es derzeit keine Anlaufstelle gibt, um zu sehen, welche Arten von Planeten von JWST beobachtet werden, und Fragen zu beantworten: ‘Wie viele terrestrische Planeten hat das JWST beobachtet?” com. “Wir haben eine Auflistung von exoplanetbezogenen Beobachtungen, die als Trexolisten bezeichnet werden, die von meinem Mitarbeiter Nikolay Nikolov, ebenfalls bei STSCI . “
Der Forscher erklärte, dass er, sobald dies erledigt war, einige hilfreiche Visualisierungen erstellen und einige Statistiken berechnen konnte, um die Breite der Exoplaneten von JWST zu verstehen.
“Jwst war wirklich revolutionär- es ist jetzt schwer vorstellbar, wie das Leben ohne es war!” Sagte Lothringer. “JWST hilft ein viel vollständigeres und präziseres Bild davon, wie Exoplanet -Atmosphären bestehen, wie ihre Temperaturen aussieht und welche Art von Wetter auf ihnen auftreten könnte.
“Und wir können jetzt solche Fragen für eine breitere Palette von Planeten beantworten, einschließlich kleinerer Sub-Neptun- und terrestrischer Planeten.”
James Webb Space Telescope Exoplanet Science nach den Zahlen
Laut dem Dashboard hat die JWST ab Januar 2025 bisher etwa 111 Planeten beobachtet, wobei die Pläne bereits vorhanden sind, etwa 17 weitere zu beobachten. Von dieser Summe sind rund 113 Planeten, die das Gesicht ihres Sterns direkt zwischen ihm und der Erde überqueren.
Dieser Transit ermöglicht es dem JWST, Licht zu untersuchen, das durch die Atmosphären dieser Planeten führt, was wiederum Wissenschaftlern wie Lothringer die Zusammensetzung dieser Atmosphären erfasst.
“Von diesen 113 tranenden Planeten sind 64 Gasriesen wie Jupiter, 30 sind eher Uranus und Neptun in der Messe, und ungefähr 19 sind wahrscheinlich felsige Welten wie die terrestrischen Planeten des Sonnensystems, die Erde, der Mars, die Venus und das Quecksilber”, sagte Lothringer “Lothringer . “Die anderen 15 sind direkt abgebildete Gasriese -Exoplaneten, die weit genug von ihrem Host -Star umkreisen, dass wir tatsächlich Bilder von ihnen mit JWST aufnehmen können.”
“Im Allgemeinen sind heiße Riesenplaneten am einfachsten zu erkennen und zu studieren, weil sie groß und hell sind”, sagte Lothringer. “Deshalb hat JWST tatsächlich den größten Teil seiner exoplanetorientierten Zeit damit verbracht, sich riesigen Planeten zu befassen.”
Der Forscher erklärte, dass diese riesigen Planeten zwar nicht als Leben erwartet haben, sie jedoch interessant sind, weil ihre Atmosphären extrem werden können, wobei einige Temperaturen von bis zu 7.640 Grad Fahrenheit (4.230 Grad Celcius) haben.
“Wir denken auch, dass es uns helfen kann, unser eigenes Sonnensystem zu verstehen und wie es sich gebildet hat”, fuhr Lothringer fort.
“JWST ist gut darin, Exoplaneten aus zwei Hauptgründen zu finden und zu studieren. Ersten “, Erklärte Lothringer. “Die große Spiegelgröße bedeutet auch, dass Objekte, die sehr nahe beieinander liegen, auflösen kann, was besonders nützlich ist, wenn sie nach Planeten mit direkter Bildgebung suchen.”
Der Forscher fügte hinzu, dass der zweite Vorteil des JWST darin besteht, den Kosmos im Infrarotlicht zu beobachten.
“Dies bedeutet, dass JWST für einen ganzen Bereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich ist, in dem bodengestützte Teleskope oder das Hubble-Weltraumteleskop einfach nicht empfindlich sind”, fügte Lothringer hinzu. “In der Infrarotregion können wir Moleküle wie Kohlendioxid und Methan messen.
“Es ist also wirklich die Kombination dieser beiden Faktoren, die JWST zu einer so einzigartigen Einrichtung machen.”
Jwst Exoplanet -Durchbrüche sind ein Bonus
All diese jwst Exoplanet -Wissenschaft ist brillant, aber es musste nicht so sein. Die JWST wurde nicht tatsächlich darauf ausgelegt, Exoplaneten zu studieren. Seine Fähigkeiten, die außerhalb der Beobachtung des frühen und entfernten Universums außerhalb der Beobachtung von Wissenschaftlern waren.
“JWSTs Hauptziel war es, entfernte Galaxien zu charakterisieren!” Sagte Lothringer. “Aber es stellt sich heraus, dass das gleiche Teleskop, das gut darin ist, entfernte Galaxien zu finden, auch genau das ist, was wir brauchten, um die Atmosphären entfernter Exoplaneten zu charakterisieren.”
Obwohl das Design der JWST größtenteils von Galaxy Science angetrieben wurde, lobte Lothringer die Arbeit seiner Ingenieure, die großartige Arbeit geleistet haben, die die Art von Wissenschaft erweitert, die das Teleskop durch neue Beobachtungsmodi und Aperturen tun kann. Fortschritte Die Exoplanet -Community hat einen maximalen Vorteil von.
“Ich denke, es gab viele kleine Durchbrüche, die sich zu einer Paradigmenverschiebung in der Art und Weise, wie wir einige dieser Planetensysteme betrachten, einbeziehen”, sagte Lothringer.
Insbesondere der STSCI -Wissenschaftler hebt Durchbrüche in der Fähigkeit hervor, exoplanetische Atmosphären zu charakterisieren, die über die gerechten Erkennungen verschiedener Gase hinaus als besonderer Bedeutung sind.
“Wir können jetzt die gemessenen Spektren dieser Planeten nehmen und nicht nur sagen, dass hier Wasser und Kohlendioxid dort sind, sondern dass wir etwas über Planets ‘Innenräume lernen können”, sagte er. “Wir können sehen, ob die Atmosphäre gemischt wird oder ob der Planet ordentlich erhitzt ist oder ob eine Photochemie stattfindet.”
Obwohl Lothringer an 10 JWST-Exoplanet-Forschungsprogrammen mit dem JWST beteiligt war und sowohl als Hauptforscher als auch als Co-Investigator fungierte und als Co-Autor für 20 verwandte Papiere auftritt, hat er kein Problem mit der Auswahl.
“Meine bisherige bevorzugte Exoplanet-Forschung war wahrscheinlich das Studienbild der frühen Release-Science auf WASP-39B”, “” Das waren einige der ersten Daten, die aus dem Teleskop fielen, also waren wir alle sehr aufgeregt. Es war wahrscheinlich die aufregendste Daten. Ein paar Wochen meiner Karriere. “
Wasp-39B ist eine Welt in Saturngröße mit einer Masse von weniger als einem Drittel der Jupiters Masse, die sich in etwa 750 Lichtjahren befindet.
Die WASP-39B-Daten aus dem JWST stellten auch einen eindeutigen Datensatz dar, da Lotheringer und Kollegen denselben Planeten mit allen Instrumenten von JWST beobachteten. Dies ermöglichte es ihnen, Ergebnisse zu validieren, was eine große Lernmöglichkeit war, um zu verstehen, wie das Teleskop funktioniert, und die Eigenschaften dieses riesigen Planeten detaillierter aufzeigt.
“Am Ende haben wir einige Dinge gefunden, die wir in Wasp-39B wie Wasser und Kohlendioxid erwartet hatten, aber auch Dinge, die wir nicht wie das photochemisch produzierte Schwefeldioxid”, sagte Lotheringer.
In der Zukunft erklärte Lotheringer in Bezug auf Exoplaneten, dass er am meisten begeistert sei, Trends innerhalb der wachsenden Bibliothek der JWST -Beobachtungen zu finden.
“Bisher konzentrierten wir uns auf Studien von Planet-by-Planet Insgesamt “, schloss er. “Die Leute können das Dashboard verfolgen, das aktualisiert wird, wenn neue Beobachtungen geplant und genommen werden. Ich werde auch regelmäßige Updates zu Bluesky (@jloThringer.bsky.social) und x (@jdloThringer) teilen.”
