Das Webb-Teleskop zeichnete Sonneneruptionen in einem faszinierenden Sonnensystem auf

Astronomen nutzen das James Webb-Weltraumteleskop – das leistungsstärkste jemals gebaute Weltraumobservatorium –, um das faszinierende Sonnensystem TRAPPIST-1 zu erkunden.

Dieses etwa 40 Lichtjahre entfernte Sonnensystem enthält sieben riesige erdgroße Gesteinsplaneten. Es enthält auch einen Roten Zwergstern (TRAPPIST-1), der viel kleiner, aber volatiler als die Sonne ist. Dieser Rote Zwerg feuert mehrmals täglich starke Energiestöße, sogenannte Sonneneruptionen, in dieses ferne Sonnensystem ab. Ähnliche Sonneneruptionen unserer Sonne treten etwa einmal im Monat auf.

Um die Planeten des TRAPPIST-Systems wirklich zu verstehen und zu erkennen, ob einer von ihnen geeignete Bedingungen für Leben bieten könnte, müssen Planetenforscher diese Sonneneruptionen verstehen. In einer neuen Suche Online veröffentlicht Es wird bald in einer peer-reviewten Publikation verfügbar sein Astrophysikalisches JournalDie Forscher nutzten das Webb-Teleskop, um vier dieser Sonnenexplosionen aufzuzeichnen.

„Wenn wir mehr über Exoplaneten wissen wollen, ist es wirklich wichtig, dass wir ihre Sterne verstehen“, sagte Ward Howard, Hauptautor der Forschung und NASA Sagan Fellow in der Abteilung für Astrophysik und Planetenwissenschaften an der CU Boulder. Stellungnahme.

Die vier Sonneneruptionen ereigneten sich innerhalb von nur 27 Stunden. Noch wichtiger ist, dass diese intensiven Lichtausbrüche das Licht, das das Webb-Teleskop von den TRAPPIST-Planeten erfasst, verdecken oder verändern könnten, was ein großes Problem darstellt. Von unserem glücklichen Standpunkt im Weltraum aus können wir (mit leistungsstarken Teleskopen) beobachten, wie die Planeten des TRAPPIST-Systems an ihrem Stern vorbeiziehen, während sie ihn umkreisen. Das Webb-Teleskop verfügt über Instrumente (Spektrographen), die analysieren, wie weit entferntes Sternenlicht die Atmosphäre eines fremden Planeten durchdringt, und das resultierende Farbspektrum enthüllt die Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten, wie z. B. Wasser, Kohlendioxid und mehr.

Im Rahmen der neuen Forschung haben Howard und sein Team eine Möglichkeit entwickelt, das Licht dieser häufigen und störenden Sonneneruptionen zu filtern und so letztendlich eine klarere Sicht auf diese fernen Welten außerhalb unseres Sonnensystems, sogenannte Exoplaneten, zu ermöglichen.

„Jeder dieser Planeten ist wirklich wertvoll.“

„Es gibt nur wenige Sternensysteme, in denen wir die Möglichkeit haben, nach dieser Art von Atmosphäre zu suchen“, erklärte Howard. „Jeder dieser Planeten ist wirklich wertvoll.“

Drei der sieben Planeten des TRAPPIST-Systems Es befindet sich in der „habitablen Zone“ des Sonnensystems, einer gemäßigten Region im Weltraum, in der Wasser auf der Oberfläche eines Objekts existieren kann. Für Webb sind sie besonders attraktive Orte für weitere Untersuchungen. Bisher haben Wissenschaftler Webb verwendet, um die Atmosphären von zwei Planeten zu untersuchen, die dem Roten Zwergstern am nächsten sind (nicht in der bewohnbaren Zone), aber Keine Beweise gefunden Eine wichtige oder bewohnbare Atmosphäre.

Illustration, wie die Oberfläche des Exoplaneten TRAPPIST-1f aussieht.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Doch während Webb die verbleibenden Planeten im TRAPPIST-System genauer untersucht, könnte dieses neue Modell, das das natürliche Licht des Sterns von intensiven Sonneneruptionen trennt, zu einem entscheidenden Vorteil werden.

„Wenn man Flares nicht berücksichtigt, kann man Moleküle in der Atmosphäre entdecken, die in Wirklichkeit gar nicht vorhanden sind, oder man kann die Materialmenge in der Atmosphäre falsch einschätzen“, sagte Ward.

Seien Sie gespannt auf die bevorstehenden Sichtungen in den Welten von TRAPPIST …

Leistungsstarke Webb-Teleskopfunktionen

Das Webb-Teleskop – eine wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der Kanadischen Weltraumorganisation – soll in das tiefste Universum blicken und neue Erkenntnisse über das frühe Universum liefern. Es werden aber auch interessante Planeten in unserer Galaxie sowie Planeten und Monde in unserem Sonnensystem untersucht.

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So vollbrachte Webb beispiellose Leistungen, die wahrscheinlich Jahrzehnte anhalten werden:

– Riesenspiegel: Der Webb-Spiegel, der das Licht einfängt, ist mehr als 21 Fuß breit. Dies ist zweieinhalb Mal größer als der Spiegel des Hubble-Weltraumteleskops. Durch das Einfangen von mehr Licht kann Webb mehr weit entfernte antike Objekte sehen. Wie oben gezeigt, untersucht das Teleskop Sterne und Galaxien, die vor mehr als 13 Milliarden Jahren entstanden sind, einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.

Im Jahr 2021 „werden wir die ersten Sterne und Galaxien sehen, die jemals entstanden sind“, sagte Jan Creighton, Astronom und Direktor des Manfred Olson Planetariums an der University of Wisconsin-Milwaukee, gegenüber Mashable.

– Infrarotanzeige: Im Gegensatz zu Hubble, das für uns größtenteils sichtbares Licht sieht, ist Webb in erster Linie ein Infrarotteleskop, das heißt, es sieht Licht im Infrarotspektrum. Dadurch können wir mehr vom Universum sehen. Infrarot hat länger Wellenlängen von sichtbarem Licht, sodass Lichtwellen effizienter durch kosmische Wolken gleiten; Licht trifft oft weder auf diese dicht gepackten Teilchen noch wird es von ihnen gestreut. Letztendlich könnte Webbs Infrarotvisier Orte durchdringen, die Hubble nicht erreichen kann.

„Es lüftet den Schleier“, sagte Creighton.

– Blick auf entfernte Exoplaneten: Webb-Teleskop Es verfügt über spezielle Geräte, sogenannte Spektrometer Es würde unser Verständnis dieser fernen Welten revolutionieren. Die Instrumente können Moleküle (wie Wasser, Kohlendioxid und Methan) entschlüsseln, die in der Atmosphäre entfernter Exoplaneten vorhanden sind, unabhängig davon, ob es sich um Gasriesen oder kleinere Gesteinswelten handelt. Webb wird Exoplaneten in der Milchstraße untersuchen. Wer weiß, was wir finden werden?

„Vielleicht lernen wir Dinge, über die wir nie nachgedacht haben“, sagte Mercedes Lopez Morales, Exoplanetenforscherin und Astrophysikerin Zentrum für Astrophysik an der Harvard und Smithsonian UniversityIm Jahr 2021 erzählte er Mashable.

Astronomen ist es bereits gelungen, interessante chemische Reaktionen auf einem 700 Lichtjahre entfernten Planeten zu finden, und wie oben gezeigt, hat das Observatorium damit begonnen, einen der unwahrscheinlichsten Orte im Universum zu untersuchen: felsige, erdgroße Planeten im TRAPPIST-Solar System. System.