PILT ⟩ Webbi kosmoseteleskoop avastas külma hiidplaneedi meist vaid 12 valgusaasta kaugusel

See avaldatud pilt näitab uut avastatud lähedal asuvat eksoplaneeti Epsilon Indi Ab. Taustal on näha siniseid jooni, kodutähe valgust varjab pildil must ring katkendliku joonega. Eksoplaneet ise asub vasakul nähtava ereoranži laiguna. Foto: ESA / NASA / CSA / STScI / E. Matthews (Max Planck Institute)

• Ulmeseriaalis Star Trek olid sama tähesüsteemi planeedid. Nüüd nägime üht oma silmaga.
• Tegemist on meile lähima Jupiterist suurema eksoplaneediga.
• Atmosfäär seal on ilmselt väga pilves, sisaldades huvitavaid aineid.

Rahvusvaheline astronoomide meeskond, on otse pildistanud eksoplaneeti, mis asub umbes 12 valgusaasta kaugusel Maast. Kuigi selle planeedi olemasolust oli vihjeid, polnud see kinnitust leidnud enne, kui Webbi kosmoseteleskoop selle pildistas. Tegemist on ühe kõige külmema eksoplaneediga, mida seni on täheldatud.

Planeet nimega Epsilon Indi Ab on suurem kui Jupiter ja tiirleb K-tüüpi tähe Epsilon Indi A ümber, mis on umbes meie Päikese vanune, kuid veidi jahedam.

Meeskond jälgis Epsilon Indi Ab-d, kasutades Webbi MIRI (Mid-Infrared Instrument) koronagraafi. Seni on kosmose- ja maapealsete vaatluskeskuste poolt otse suudetud pildistada vaid mõnikümmend eksoplaneeti.

Caroline Morley Texase ülikoolist Austinis, kes kuulus meeskonda, selgitas, et varasemad vaatlused sellest tähesüsteemist on olnud tähe kaudsed mõõtmised, mis võimaldasid aimata, et selles süsteemis tõmbab tõenäoliselt tähe poole üks hiiglaslik planeet. Teised astronoomid olid varem märganud, et oranžil tähel Epsilon Indi A on kerge heleduse kõikumine, justkui lükkaks ja tõmbaks seda orbiidil oleva hiiglasliku gaasiplaneedi gravitatsioon. Kuid keegi polnud seda planeeti kunagi näinud.

Sellepärast valiski meeskond just selle tähesüsteemi välja Webbi teleskoobi abil vaatlemiseks.

Avaldatud teadustöö juhtiv autor Elisabeth Matthews Saksamaal asuvast Max Plancki astronoomiainstituudist lisas, et see avastus on põnev, kuna planeet sarnaneb üsna palju meie Jupiteriga, kuid on veidi soojem ja massiivsem. Vaatamata neile erinevustele on siiski uus eksoplaneet palju rohkem Jupiteriga sarnane kui ükski teine seni pildistatud planeet.

See tiirleb oma tähest umbes 15 korda kaugemal kui Maa Päikesest ja arvatakse, et ühe tiiru tegemiseks kulub ligi pool sajandit, muutes selle Päikesesüsteemis olevatest planeetidest kõige sarnasemaks Neptuuniga. Teadlased usuvad, et tegemist on ainsa orbiidil oleva hiidplaneediga.

Külm hiiglane

Varem pildistatud eksoplaneedid kipuvad olema nooremad ja kuumemad, need kiirgavad endiselt välja suurt osa oma tekkeajast pärit energiast. Planeedid aga aja jooksul jahtuvad ning tõmbuvad kokku, muutudes märkimisväärselt tuhmimaks ja sellepärast hoopis raskemini pildistatavaks.

Matthews selgitas, et külmad planeedid on väga nõrgad ja enamik nende kiirgusest on keskmises infrapunaspektris. Webb on ideaalselt sobiv selle sagedusvahemiku pildistamiseks, mida on maapinnalt väga raske teha. Samuti oli foto jaoks vaja head ruumilist lahutusvõimet, et eraldada planeet ja täht ning suur Webbi kosmoseteleskoobi peegel on selles väga abiks.

Epsilon Indi Ab on üks külmemaid otseselt tuvastatud eksoplaneete hinnangulise keskmise temperatuuriga kaks kraadi Celsiuse järgi — külmem, kui ükski teine meie Päikesesüsteemist kaugemal pildistatud planeet ja külmem, kui kõik peale ühe vabalt hõljuva pruuni kääbuse.

Vanad tuttavad Star Treki seriaalist

Morley lisas, et astronoomid on aastakümneid ette kujutanud planeete selles süsteemis. Epsilon Indi orbiidil tiirlevad väljamõeldud planeedid on olnud isegi kuulsa ulmeseriaali Star Trek episoodide, romaanide ja videomängude nagu Halo tegevuspaigad. Seega on ülipõnev näha just seal nüüd «oma silmaga» tegelikult planeeti ja hakata mõõtma selle atmosfääri omadusi.

Epsilon Indi Ab on kaheteistkümnes lähim Maale teadaolev eksoplaneet ja lähim planeet, mis on massiivsem kui Jupiter. Teadlaste meeskond valis Eps Ind A süsteemi uurimiseks, kuna süsteem näitas vihjeid võimaliku taevakeha olemasolust, kasutades radiaalkiiruse mõõtmist. Sellega mõõdetakse tähe võnkeid meie vaateväljas.

Mitte päris nii, nagu ennustati

Matthews ütles, et kuigi pildistamine oli ootuspärane, sest radiaalkiiruse näitajad viitasid mingi taevakeha olemasolule, ei vastanud leitud planeet siiski päris ootustele.

See osutus umbes kaks korda massiivsemaks, tähest veidi kaugemal asuvaks ja veidi teistsuguse orbiidiga, kui kaudsete näitajate põhjal arvati.

Lahknevuse põhjus jääb veel saladuseks.

Planeedi atmosfäär tundub samuti erinevat varasemate oletuslike mudelite prognoosidest. Seni kasutatavad vaid mõned fotomeetrilised mõõtmised annavad aga põhjalikumate järelduste tegemiseks veel liiga vähe infot.

Teadlaste meeskond, mis uuris Webbi saadetud pilte ja spektrinäite atmosfäärist usub, et see kõik võib tähendada, et planeedi atmosfääris on olulisel hulgal metaani, süsinikmonooksiidi ja süsinikdioksiidi, mis neelavad lühemaid valguslaineid. See võib viidata väga tihedalt pilves atmosfäärile.

Eksoplaneetide otsene pildistamine on eriti väärtuslik nende täpsemaks iseloomustamiseks. Teadlased saavad niimoodi otse, mitte kaudselt tuletades koguda valgust vaadeldud planeedilt ja selle atmosfäärist ning võrrelda selle heledust erinevatel lainepikkustel.

Seni on teadlased tuvastanud Epsilon Indi Ab-d vaid mõnel lainepikkusel, kuid nad loodavad tulevikus planeeti Webbi kosmoseteleskoobiga uuesti põhjalikumalt külastada, et läbi viia nii fotomeetrilisi kui ka spektroskoopilisi vaatlusi. Loodetakse tuvastada teisigi sarnaseid planeete, et leida võimalikke jälgi nende atmosfääride kohta ja uurida, kuidas need hiiglaslikud taevakehad moodustuvad.

Episolon Indi on üsna veider tähesüsteem, koosnedes kolmest tähest. Kaks neist pole tõelised tähed, vaid pruunid kääbused, mis on tähtedeks olemiseks pisut liiga väikesed, kuid planeetideks liiga suured.

Tulemused saadi Webbi Cycle 1 GO programmi #2243 raames ja on avaldatud ajakirjas Nature.

James Webbi kosmoseteleskoop

Foto: NASA-GSFC, Adriana M. Gutierrez (CI Lab)

James Webb on suurim ja võimsaim kosmosesse saadetud teleskoop. Rahvusvahelise koostöölepingu raames pakkus ESA teleskoobi starditeenust, kasutades Ariane 5 kanderaketti.

Koostöös partneritega vastutas ESA Ariane 5 kohanduste arendamise eest Webbi missiooni jaoks ning starditeenuse eest, mis hangiti Arianespace'ilt.

ESA pakkus ka seadme pardale töökindla spektrograafi NIRSpec ja 50% keskinfrapuna instrumendist MIRI, mis kujundati ja ehitati Euroopa riiklikult rahastatud instituutide konsortsiumi (MIRI Euroopa konsortsium) poolt koostöös JPL-i ja Arizona ülikooliga.

Webbi kasutatakse rahvusvahelise partnerlusega NASA, ESA ja Kanada Kosmoseagentuuri (CSA) vahel.

Allikas: Esawebb.org