Astronomia ka bërë një hap tjetër përpara në studimin e botëve të largëta falë një imazhi të paparë: Teleskopi Hapësinor James Webb ka fotografuar drejtpërdrejt një ekzoplanet të ftohtë të vendosur vetëm 12 vite dritë larg Tokës. Ky është Epsilon Indi Ab , një gjigant gazi, karakteristikat e të cilit na lejojnë të shohim historinë evolucionare të sistemit tonë diellor me një saktësi të paparë.
Këtë herë, studiuesit përdorën koronografin e avancuar të instrumentit MIRI (Mesatare-Infrared) për të ndarë dritën e planetit nga shkëlqimi verbues i yllit të tij pritës, Epsilon Indi A. Rezultati është imazhi më i mprehtë dhe më i detajuar i një ekzoplaneti kaq të ftohtë i marrë deri më sot, një moment historik i bërë i mundur vetëm nga teknologjia pionere e Webb.
Zbulimi i Epsilon Indi Ab nuk është i rëndësishëm vetëm për shkak të afërsisë së tij me Tokën, por edhe për shkak të rrallësisë së tij: planetët e këtij lloji, me temperatura kaq të ulëta dhe që janë vëzhguar drejtpërdrejt, mezi numërojnë disa dhjetëra në të dhënat aktuale.
Një portret i pazakontë: Epsilon Indi Ab, ekzoplaneti i ftohtë më i studiuar
Planeti Epsilon Indi Ab ka intriguar komunitetin shkencor për vite me radhë. Ekzistenca e tij ishte e njohur falë matjeve indirekte, veçanërisht përmes teknikës së shpejtësisë radiale, e cila zbulon lëkundjet e vogla të një ylli të shkaktuara nga graviteti i një planeti masiv. Megjithatë, deri më tani, askush nuk kishte qenë në gjendje ta vëzhgonte atë drejtpërdrejt.
Duke përdorur ndjeshmërinë e MIRI, James Webb kapi dritën infra të kuqe të emetuar nga vetë Epsilon Indi Ab. Kjo strategji është thelbësore për zbulimin e planetëve të ftohtë, nxehtësia e mbetur e të cilëve nuk është më e mjaftueshme për të emetuar në të dukshmen, por mund të zbulohet në infra të kuqe të mesme. Imazhi tregon një trup të ngjashëm me pikën, të pazgjidhur në një disk, ku drita 10,6 mikron shfaqet në tonet blu dhe drita 15,5 mikron shfaqet në tonet portokalli. Vendndodhja e yllit primar është shënuar, megjithëse drita e tij është eliminuar nga koronografia.
Rezultati është dyfish i vlefshëm: jo vetëm që konfirmon ekzistencën e planetit dhe vetitë e tij themelore, por gjithashtu lejon që karakteristikat e tij atmosferike të krahasohen me ato të gjigantëve të gazit në sistemin tonë diellor.
Me një temperaturë të vlerësuar prej vetëm 2 gradë Celsius — praktikisht e njëjtë me ujin e lëngshëm në Tokë — Epsilon Indi Ab është një nga ekzoplanetët e ftohtë me vëzhgimet më të drejtpërdrejta dhe të detajuara. Kjo e bën atë një pikë referimi thelbësore për studimin e atmosferave të pasura me komponime të tilla si metani, monoksidi i karbonit dhe dioksidi i karbonit, të cilat mund të jenë të pranishme në sasi të mëdha dhe të ndryshojnë ndjeshëm profilin e thithjes së dritës që na arrin.
Një laborator natyror për të kuptuar evolucionin e sistemeve planetare
Ylli Epsilon Indi A , ku ndodhet ky ekzoplanet, është një xhuxh portokalli disi më i ftohtë dhe me një moshë të ngjashme me Diellin tonë. Fakti që një planet kaq masiv dhe i ftohtë rrotullohet rreth një ylli të këtij lloji u ofron astronomëve mundësinë për të hetuar proceset e formimit planetar dhe evolucionin atmosferik në kontekste shumë të ngjashme me tonat, por të largëta nga ato tonat.
Sipas studiueses Caroline Morley (Universiteti i Teksasit në Austin), prania e Epsilon Indi Ab më parë ishte nxjerrë vetëm nëpërmjet analizave indirekte . Zgjedhja e tij si një objektiv prioritar për Teleskopin Hapësinor James Webb u bazua në pritjen e gjetjes së një planeti "më të ngjashëm me Jupiterin sesa me çdo planet tjetër të fotografuar deri më sot".
Autori kryesor, Elisabeth Matthews (Instituti Max Planck për Astronominë, Gjermani), thekson se shumica e ekzoplanetëve të vëzhguar drejtpërdrejt deri më sot ishin trupa të rinj dhe të nxehtë. "Ndërsa planetët ftohet dhe tkurren gjatë jetës së tyre, ata bëhen shumë më pak të shkëlqyeshëm dhe më të vështirë për t'u studiuar," shpjegon Matthews. Kjo është një nga sfidat kryesore për astrofizika e pjekur e ekzoplaneteve.
Prandaj, Epsilon Indi Ab është një mundësi e rrallë për të ekzaminuar një gjigant gazi në një fazë të avancuar evolucionare, të ngjashme me atë të trupave më të mëdhenj në sistemin tonë diellor.
Ajo që është më interesante për ekspertët është mundësia e analizimit të saktë të përbërjes atmosferike . Epsilon Indi Ab është vetëm rreth 100 gradë më i ngrohtë se Jupiteri dhe Saturni, duke lejuar krahasime në shkallë të gjerë të proceseve të ftohjes, tkurrjes dhe pastrimit atmosferik. Për më tepër, krahasuar me xhuxhët kafe që lundrojnë lirshëm, Epsilon Indi Ab është edhe më i ftohtë, duke bërë të mundur studimin e masës në të cilën modelet aktuale pasqyrojnë realitetin e vëzhguar.
Ajo befason edhe vetë shkencëtarët
Edhe pse prania e Epsilon Indi Ab ishte parashikuar nga modelet e shpejtësisë radiale të yllit të tij, parametrat e tij aktualë e çuditën ekipin . Planeti doli të kishte - sipas vëzhgimeve të Webb - pothuajse dyfishin e masës së pritur, orbitonte disi më larg nga ylli i tij dhe ndiqte një orbitë të ndryshme nga ajo e parashikuar fillimisht. Kjo mospërputhje midis parashikimeve teorike dhe matjeve të drejtpërdrejta nxjerr në pah kompleksitetin e sistemeve planetare dhe nevojën për të studiuar më shumë raste "fushe" me të dhëna të botës reale.
Ekipi gjithashtu thekson disa veçori atmosferike që e ndërlikojnë interpretimin e të dhënave. Sipas analizave fillestare, Epsilon Indi Ab është më pak i ndritshëm se sa pritej në gjatësi vale më të shkurtra, gjë që mund të jetë për shkak të një atmosfere të ngarkuar shumë me metan dhe gazra të tjerë thithës, ose për shkak të një mbulese të dendur resh . Kjo sjellje e pazakontë për planetë me karakteristika të ngjashme hap rrugë të reja kërkimore mbi proceset kimike dhe fizike që kontrollojnë atmosferat planetare në kushte ekstreme të temperaturës.
Për momentin, grupi ka matje të kufizuara fotometrike dhe do të nevojiten vëzhgime të mëtejshme spektroskopike për të përcaktuar saktësisht se cilët komponentë dominojnë atmosferën dhe si ndikojnë ato në fluksin e rrezatimit.
