Într-o dezvoltare care îi face pe astronomi să-și ajusteze modelele și probabil și așteptările, Telescopul Spațial James Webb a detectat nori de gheață de apă pe un gigant gazos îndepărtat. Descoperirea, condusă de Elisabeth Matthews de la Institutul Max Planck pentru Astronomie (MPIA), a fost făcută pe planeta Epsilon Indi Ab, un analog al lui Jupiter care se pare că e mai complex decât i-am dat credit.

Aceasta marchează un pas semnificativ în lungul și lentul marș de la simpla găsire a exoplanetelor la înțelegerea lor efectivă. Decenii întregi, din 1995 până în 2022, jocul a fost pur și simplu descoperirea prin metode indirecte. Lansarea JWST în 2022 a schimbat asta, permițând studii atmosferice detaliate, deși mai suntem la câțiva telescoape distanță de a verifica indicatoare extraterestre pentru gazon.

După cum a spus-o autoarea principală Elisabeth Matthews cu o perspectivă admirabilă: "JWST ne permite în sfârșit să studiem planete analoge sistemului solar în detaliu. Dacă am fi extratereștri, la câțiva ani-lumină distanță, și ne-am uita înapoi la Soare, JWST este primul telescop care ne-ar permite să studiem pe Jupiter în detaliu." Implicația fiind, desigur, că studiul Pământului în detaliu ar necesita tehnologie pe care încă nu am inventat-o, ceea ce e probabil pentru bine.

Studiul planetelor cu adevărat asemănătoare lui Jupiter a fost complicat pentru că cea mai ușoară metodă necesită ca acestea să treacă în fața stelei lor, ceea ce favorizează gigantii gazoși fierbinți și apropiați. Echipa lui Matthews a ocolit acest lucru prin imagistica directă a lui Epsilon Indi Ab folosind instrumentul MIRI în infraroșu mediu al JWST. Planeta, care orbitează steaua Epsilon Indi A în constelația Indus, este un tip solid cu o masă de 7,6 Jupiteri dar un diametru similar. Orbitează de aproximativ patru ori mai departe de steaua sa ușor mai rece decât Jupiter de Soare, având o temperatură de suprafață între 200 și 300 Kelvin (-70 până la +20 °C). E mai cald decât Jupiter la 140 K, o căldură reziduală de la formarea sa care se va disipa încet pe miliarde de ani.

Echipa a folosit un coronagraf pe MIRI pentru a bloca lumina stelei și a capturat imagini la 11,3 μm, chiar în afara unei lungimi de undă asociate cu amoniacul. Comparând acestea cu imaginile din 2024 la 10,6 μm, au putut estima nivelurile de amoniac. Hardware-ul construit de MPIA merită o mențiune aici.

Surpriza? Atmosfera superioară a lui Jupiter este dominată de gaz și nori de amoniac. Se aștepta ca Epsilon Indi Ab să aibă mult gaz de amoniac, dar nu și nori. În schimb, observațiile au arătat mai puțin amoniac decât se anticipa. Explicația principală? Nori groși, pete de gheață de apă, asemănători norilor cirus de pe Pământ, stau în cale.

Aceasta prezintă o problemă încântătoare pentru astronomi, ale căror modele pe calculator simplifică adesea lucrurile ignorând norii pentru că sunt greu de simulat. Coautorul James Mang de la Universitatea Texas din Austin a numit-o "o problemă minunată de avut", observând că JWST dezvăluie o complexitate pe care modelele încep acum să o "capteze".

Viitorul arată înnorat în cel mai bun mod. Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA, care va fi lansat în 2026-2027 cu MPIA ca partener, ar trebui să fie excelent în detectarea directă a norilor reflectorizanti de gheață de apă. Între timp, echipa lui Matthews caută mai mult timp de observație cu JWST pentru a studia alți analogi reci ai lui Jupiter, construind fundația pentru scopul suprem: studiul lumilor asemănătoare Pământului și, într-o zi, căutarea semnelor că nu suntem singuri.

Rezultatele sunt publicate în Astrophysical Journal Letters de E. C. Matthews et al. Cercetătorii MPIA implicați sunt Elisabeth Matthews și Bhavesh Rajpoot, colaborând cu James Mang și Caroline Morley (Universitatea Texas din Austin), Aarynn Carter și Mathilde Mâlin (Institutul Științific al Telescopului Spațial), și alții.