Z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba na Ziemię dotarły już pierwsze zdjęcia, ale to nie wszystko . 21 czerwca przez prawie 6,5 godziny instrument NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) wykonywał pomiar światła podczas przejścia planety przez tarczę gwiazdy w układzie WASP-96.

Planeta WASP-96 b znajduje się w gwiazdozbiorze Feniksa, 1150 lat świetlnych od Ziemi. Nie można jej porównać bezpośrednio do żadnej z planet Układu Słonecznego. Jest gazowym olbrzymem dwa razy lżejszym od Jowisza, a zarazem o 1,2 razy większej średnicy. Jest też gorętsza od Wenus – jej temperatura wynosi ponad 500°C. Znajduje się 9 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury Słońca i okrąża ją w ciągu 3,5 dnia. Ze względu na tę charakterystykę: duży rozmiar, krótki okres obiegu, a także brak obiektów na niebie w najbliższym otoczeniu, których światło mogłoby przeszkadzać podczas obserwacji, planeta WASP-96 b jest dobrym celem do badania atmosfery egzoplanet.

Niebieska linia naniesiona na widmo to model o najlepszym dopasowaniu. By go wyznaczyć wzięto pod uwagę zebrane dane, znane właściwości planety i gwiazdy w układzie WASP-96 (między innymi masę, rozmiary oraz temperaturę) oraz przewidywaną charakterystykę atmosfery WASP-96 b.

Wynikiem przeprowadzonych obserwacji jest krzywa blasku, ukazująca pociemnienie gwiazdy WASP-96 podczas tranzytu planety, a także widmo transmisyjne, w którym widoczna jest zmiana jasności dla poszczególnych długości promieniowania podczerwonego w zakresie od 0,6 do 2,8 mikronów (mikrometrów). Podczas gdy analiza krzywej jasności pozwala na potwierdzenie znanych już dzięki innym obserwacjom własności egzoplanety, widmo transmisyjne pozwala na poznanie nowych szczegółów dotyczących tego obiektu, w tym niezaprzeczalny ślad wody w atmosferze. Widmo to powstaje w wyniku porównania światła gwiazdy przechodzącego przez atmosferę planety podczas jej tranzytu ze światłem gwiazdy, gdy nie jest ona przesłonięta. Na podstawie informacji, które długości fali zostały w pewnym stopniu zaabsorbowane przez atmosferę planety – teleskop Jamesa Webba zarejestrował mniej światła dla danej długości fali niż gdy obserwował samą gwiazdę, astronomowie mogą określić zawartość głównych gazów, z których składa się atmosfera WASP-96 b. 

Widmo transmisyjne WASP-96 b jest najbardziej szczegółowym widmem tego rodzaju w historii. NIRISS jest w stanie wykryć bardzo subtelne różnice pomiędzy kolorami światła, na poziomie jednej tysięcznej mikrona. Dla porównania różnica pomiędzy światłem żółtym a zielonym wynosi 50-tysięcznych mikrona. To dokładne widmo powstaje w wyniku równoczesnej analizy 280 pojedynczych widm zarejestrowanych podczas obserwacji. Jego dużą zaletą jest to, że obejmuje zakres długości większych od 1,6 mikrona, który wcześniej nie był możliwy do obserwacji. W tej części widma woda wyjątkowo silnie absorbuje promieniowanie podczerwone. Tyczy się to także tlenu, metanu i dwutlenku węgla, które, choć nie są od razu wykrywalne w widmie WASP-96 b, powinny być widoczne w widmach innych egzoplanet, które będą badane przez niemal jedną czwartą czasu obserwacyjnego w ramach kampanii Cycle 1 Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Tak szczegółowe obserwacje mogą pozwolić na osiągnięcie kolejnego kroku milowego w zadaniu poszukiwania planet, których środowisko może sprzyjać rozwojowi potencjalnego życia.

Autor

Anna Wizerkaniuk

Absolwentka studiów magisterskich na kierunku Elektronika na Politechnice Wrocławskiej, członek Zarządu Klubu Astronomicznego Almukantarat w latach 2017-2021, zastępca redaktora naczelnego AstroNETu od 2021 r.