Ang Astronomy ay gumawa ng karagdagang hakbang sa pag-aaral ng malalayong mundo salamat sa isang hindi pa naganap na pagkuha: ang teleskopyo sa kalawakan ni james webb ay pinamamahalaang direktang kunan ng larawan ang isang malamig na exoplanet na matatagpuan lamang 12 magaan na taon ng Earth. Ito ay tungkol sa Epsilon Indi Ab, isang higanteng planeta ng gas na, dahil sa mga katangian nito, ay nagbibigay-daan sa amin na tingnan ang ebolusyonaryong kasaysayan ng sarili nating solar system na may katumpakan na hindi pa nakakamit.
Sa pagkakataong ito, ginamit ng mga mananaliksik ang advanced coronagraph ng instrumento MIRI (Mid-Infrared) upang paghiwalayin ang liwanag ng planeta mula sa nakakasilaw na ningning ng host star nito, si Epsilon Indi A. Ang resulta ay ang pinakamatalas at pinakadetalyadong larawan ng tulad ng isang cool na exoplanet na nakuha kailanman, isang milestone na posible lamang sa pangunguna ng teknolohiya ng Webb.
Ang pagkatuklas kay Epsilon Indi Ab Ito ay hindi lamang may kaugnayan dahil sa kalapitan nito sa Earth, kundi dahil din sa pambihira nito: ang mga planeta ng ganitong uri, na may mababang temperatura at direktang naobserbahan, halos ilang dosena ang bilang sa kasalukuyang tala.
Isang hindi pangkaraniwang larawan: Epsilon Indi Ab, ang pinaka-pinag-aralan na malamig na exoplanet
Ang planeta Epsilon Indi Ab ay nakakaintriga sa siyentipikong komunidad sa loob ng maraming taon. Nalaman ang pagkakaroon nito sa pamamagitan ng hindi direktang mga sukat, lalo na sa pamamagitan ng radial velocity technique, na nakakakita ng maliliit na pag-alog ng isang bituin na dulot ng gravity ng isang napakalaking planeta. Gayunpaman, hanggang ngayon, walang sinuman ang direktang naka-obserba nito.
Gamit ang sensitivity ng MIRI, nakunan ng James Webb ang infrared light na ibinubuga ni Epsilon Indi Ab mismo. Ang diskarte na ito ay mahalaga para sa pag-detect ng malamig na mga planeta, na ang natitirang init ay hindi na sapat upang ilabas sa nakikita, ngunit maaaring ihayag sa mid-infrared. Ang imahe ay nagpapakita ng isang point-like body, hindi naresolba sa isang disk, kung saan ang 10,6-micron na ilaw ay lumalabas sa mga asul na tono at ang 15,5-micron na ilaw ay lumilitaw sa orange na mga tono. Ang lokasyon ng pangunahing bituin ay minarkahan, kahit na ang liwanag nito ay inalis ng coronagraph.
Ang resulta ay doble ang halaga: hindi lamang kinukumpirma ang pagkakaroon ng planeta at ang mga pangunahing katangian nito, ngunit pinapayagan din ang mga katangian nito sa atmospera na maihambing sa mga higante ng gas sa ating solar system.
Sa tinatayang temperatura na 2 degrees Celsius lamang – halos katumbas ng likidong tubig sa Earth–, ang Epsilon Indi Ab ay isa sa mga malamig na exoplanet na may pinakadirekta at detalyadong mga obserbasyon. Ginagawa nitong mahalagang sanggunian para sa pag-aaral ng mga atmospheres na mayaman sa mga compound tulad ng methane, carbon monoxide, at carbon dioxide, na maaaring naroroon sa maraming dami at makabuluhang baguhin ang profile ng pagsipsip ng liwanag na umaabot sa atin.
Isang natural na laboratoryo para sa pag-unawa sa ebolusyon ng mga planetary system
Ang bituin Epsilon Indi A, host ng exoplanet na ito, ay isang orange dwarf na medyo mas malamig at kapareho ng edad ng ating Araw. Na ang napakalaking at malamig na planeta ay umiikot sa isang bituin ng ganitong uri ay nag-aalok sa mga astronomo ng posibilidad Siyasatin ang mga proseso ng pagbuo ng planeta at ebolusyon sa atmospera sa mga kontekstong halos kapareho at malayo pa sa atin..
Ayon sa mananaliksik Caroline Morley (University of Texas at Austin), hanggang ngayon ang presensya ng Epsilon Indi Ab ay nahihinuha lamang sa pamamagitan ng hindi direktang pagsusuri. Ang pagpili nito bilang isang priority target para sa James Webb telescope ay bilang tugon sa inaasahan ng paghahanap ng isang planeta "mas katulad sa Jupiter kaysa sa anumang iba pang mga larawan sa ngayon."
Ang nangungunang may-akda, Elisabeth Matthews (Max Planck Institute for Astronomy, Germany), itinuturo na karamihan sa mga exoplanet na direktang naobserbahan hanggang sa kasalukuyan ay mga bata at mainit na katawan. "Habang ang mga planeta ay lumalamig at kumukuha sa buong buhay nila, sila ay nagiging hindi gaanong maliwanag at mas mahirap pag-aralan," paliwanag ni Matthews. Ito ay isa sa mga pangunahing hamon para sa mature na exoplanet astrophysics.
Samakatuwid, ang Epsilon Indi Ab ay isang bihirang pagkakataon upang suriin ang isang higanteng gas sa isang advanced na yugto ng ebolusyon, katulad ng sa mas malalaking katawan sa ating sariling solar system.
Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay para sa mga eksperto ay ang posibilidad ng pag-aralan ang komposisyon ng atmospera tiyak. Ang Epsilon Indi Ab ay humigit-kumulang 100 degrees lamang na mas mainit kaysa sa Jupiter at Saturn, na nagbibigay-daan para sa mga paghahambing ng malakihang paglamig, pagliit, at mga proseso ng paglilinis ng atmospera. Higit pa rito, kumpara sa mga free-floating brown dwarf, mas cool pa ang Epsilon Indi Ab, na nagbibigay-daan sa amin na pag-aralan kung gaano kalapit ang mga kasalukuyang modelo na nagpapakita ng naobserbahang katotohanan.
Ito ay nakakagulat kahit na ang mga siyentipiko mismo
Kahit na ang presensya ng Epsilon Indi Ab ay hinulaan ng mga pattern ng radial velocity ng bituin nito, ang mga tunay na parameter nito ay naguguluhan sa koponan. Ang planeta ay lumabas na - ayon sa mga obserbasyon ng Webb - halos dalawang beses sa inaasahang masa, medyo malayo ang orbit mula sa bituin nito, at naglalarawan ng ibang orbit kaysa sa naunang hinulaang. Ang pagkakaibang ito sa pagitan ng mga teoretikal na hula at direktang pagsukat ay nagpapakita ng pagiging kumplikado ng mga planetary system at ang pangangailangang mag-aral ng higit pang mga field case na may totoong data.
Tinutukoy din ng team ang ilang kakaibang atmospera na nagpapahirap sa data na bigyang-kahulugan. Ayon sa mga paunang pagsusuri, ang Epsilon Indi Ab ay hindi gaanong maliwanag kaysa sa inaasahan sa mas maikling mga wavelength, na maaaring dahil sa isang kapaligirang puno ng methane at iba pang sumisipsip na mga gas o isang makapal na ulap. Ang pag-uugali na ito, na hindi karaniwan para sa mga planeta na may katulad na mga katangian, ay nagbubukas ng mga bagong linya ng pananaliksik sa mga kemikal at pisikal na proseso na kumokontrol sa mga planetary atmosphere sa ilalim ng matinding kondisyon ng temperatura.
Sa ngayon, ang grupo ay may limitadong mga sukat ng photometric, at kakailanganin ang karagdagang spectroscopic na mga obserbasyon upang matukoy kung aling mga bahagi ang nangingibabaw sa atmospera at kung paano sila nakakaapekto sa radiation flux.
