Astrofysik har taget et afgørende spring fremad med det første direkte billede af en lys exoplanet taget af James Webb Space Telescope (JWST). Denne opdagelse er især bemærkelsesværdig i forbindelse med detektionen af TWA 7b , en gasformig verden, hvis masse nærmer sig Saturns, hvilket gør den til den mindst massive exoplanet observeret gennem direkte billeddannelse.
Indtil nu har det at opdage lette exoplaneter været en stor teknisk udfordring . Traditionelle metoder har været baseret på indirekte spor, men denne gang, takket være den avancerede teknologi i JWST og dens koronagraf, er TWA 7b blevet observeret uden at være afhængig af sådanne beviser.
Et ungt system, et vindue til fortiden
Denne exoplanet kredser om stjernen TWA 7 , en ung stjerne, der befinder sig omkring 34 lysår fra Jorden i stjernebilledet Hydra. TWA 7 er et stjernesystem, der kun er 6,4 millioner år gammelt, ekstremt ungt sammenlignet med vores Sol, som er 4.600 milliarder år gammel.
Planeten befinder sig midt på en skive af affald , der består af støv og klipper, hvor tre koncentriske ringe skiller sig ud. Den smalleste af disse ringe er flankeret af to områder med lidt materiale, og i dens centrum er den infrarøde kilde, som har vist sig at være TWA 7b, blevet lokaliseret. Det opnåede billede har været afgørende for at bekræfte exoplanetens eksistens og masse.
Takket være denne skives orientering har astronomer været i stand til at studere de indre strukturer og gennem simuleringer verificere, hvordan tyngdekraften fra TWA 7b kunne have formet den fine ring og det mellemrum, der falder sammen med dens position.
En exoplanet, ti gange lettere end andre
TWA 7b's masse svarer til 30% af Jupiters , den tungeste planet i vores solsystem, og er tæt på Saturns masse. Dette er den nuværende opfattelse af dens masse. Desuden er den ti gange lettere end exoplaneter, der tidligere er blevet fotograferet med teleskoper.
At opnå direkte billeder af sådanne lysplaneter repræsenterer et betydeligt fremskridt, da disse teknikker typisk kun tillod detektion af meget større gasgiganter. Disse tekniske fremskridt...
Opdagelsen blev ledet af et internationalt hold, herunder Anne-Marie Lagrange fra det franske CNRS og Paris-PSL-observatoriet, i samarbejde med universitetet i Grenoble-Alpes.
Koronagrafen, nøglen til opdagelsen
Hvordan er det muligt at se noget så lille og svagt? Koronagrafen er en nøglekomponent. Det er en enhed, der blokerer lyset fra hovedstjernen og simulerer, hvad der sker under en solformørkelse, så meget svage, nærliggende objekter kan blive synlige i deres omgivelser. Uden denne innovation ville lyset fra stjernen TWA 7 have forhindret opdagelsen.
James Webb-rumteleskopets MIRI-instrument, udstyret med den koronagraf, der er udviklet i Frankrig, har vist sin evne til at observere unge, kolde planeter , der stadig udsender lys i det midterste infrarøde område, et vindue, der indtil nu knap nok har været brugt til studiet af disse verdener.
Et skridt mod jordiske exoplaneter
Opdagelsen af TWA 7b repræsenterer ikke blot en teknisk rekord , men også et paradigmeskift inden for astronomiforskning. Muligheden for at fotografere en Saturn-lignende planet bringer astronomien tættere på den reelle mulighed for at fange billeder af små, solide verdener tættere på vores egen.
Selvom TWA 7b fortsat er en gasgigant, anerkender eksperter, at James Webb-teknologien har forkortet afstanden til at detektere planeter med forhold, der mere ligner Jorden, dvs. jordbaserede eller potentielt beboelige planeter.
Denne forskning viser, at det, der indtil for nylig var utænkeligt – at se så lette og fjerne planeter i direkte billeder – er ved at blive en håndgribelig mulighed . Vejen til at karakterisere atmosfærer og søge efter beboelige exoplaneter er blevet meget mere tilgængelig.
Opdagelsen af TWA 7b markerer begyndelsen på en ny æra inden for exoplanetastronomi. Det handler ikke længere kun om at opdage nye verdener, men om at være i stand til at studere dem i detaljer og i fremtiden endda indhente information om deres atmosfærer og overflader. Astronomien forbereder sig på at se stadigt mindre, koldere og mere flygtige planeter i øjnene og sætter ideen om at finde en jordlignende planet inden for det teknisk mulige.