Gökbilimcilerin modellerini ve muhtemelen beklentilerini gözden geçirmesine neden olan bir gelişmede, James Webb Uzay Teleskobu uzak bir gaz devinde su buz bulutları tespit etti. Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden (MPIA) Elisabeth Matthews liderliğindeki keşif, görünüşe göre ona hakkını verdiğimizden daha karmaşık olan bir Jüpiter benzeri gezegen olan Epsilon Indi Ab üzerinde yapıldı.
Bu, sadece ötegezegenleri bulmaktan onları gerçekten anlamaya doğru uzun, yavaş yürüyüşte önemli bir adımı temsil ediyor. Onlarca yıl boyunca, 1995'ten 2022'ye kadar, oyun basitçe dolaylı yöntemlerle keşifti. JWST'nin 2022'de fırlatılması bunu değiştirerek ayrıntılı atmosfer çalışmasına izin verdi, ancak uzaylı çim tabelalarını kontrol etmek için hala birkaç teleskop uzaktayız.
Baş yazar Elisabeth Matthews'ın takdire şayan bir perspektifle ifade ettiği gibi: "JWST nihayet bize güneş sistemi benzeri gezegenleri ayrıntılı olarak inceleme imkanı veriyor. Eğer biz uzaylı olsaydık, birkaç ışık yılı uzakta olsaydık ve Güneş'e geri baksaydık, JWST Jüpiter'i ayrıntılı olarak incelememize izin veren ilk teleskop olurdu." Tabii ki ima şu ki, Dünya'yı ayrıntılı olarak incelemek henüz icat etmediğimiz teknolojiyi gerektirir, ki bu muhtemelen en iyisidir.
Gerçek Jüpiter benzeri gezegenleri incelemek zor olmuştur çünkü en kolay yöntem onların yıldızlarının önünden geçmelerini gerektirir, bu da sıcak, yıldıza yakın gaz devlerini tercih eder. Matthews'ın ekibi bunun üstesinden, JWST'nin orta kızılötesi aleti MIRI'yi kullanarak Epsilon Indi Ab'yi doğrudan görüntüleyerek geldi. Indus takımyıldızındaki Epsilon Indi A yıldızını yörüngesinde dönen gezegen, 7.6 Jüpiter kütlesine ama benzer bir çapa sahip iri bir arkadaş. Yıldızından, Jüpiter'in Güneş'ten olduğundan yaklaşık dört kat daha uzakta yörüngede döner, bu da ona 200 ila 300 Kelvin (-70 ila +20 °C) arasında bir yüzey sıcaklığı verir. Bu, Jüpiter'in 140 K'sından daha sıcaktır, oluşumundan kalan ve milyarlarca yıl boyunca yavaşça dağılacak bir artık ısıdır.
Ekip, yıldızın ışığını engellemek için MIRI üzerinde bir koronagraf kullandı ve amonyakla ilişkilendirilen bir dalga boyunun hemen dışında, 11.3 μm'de görüntüler yakaladı. Bunları 2024'te 10.6 μm'deki görüntülerle karşılaştırarak amonyak seviyelerini tahmin edebildiler. MPIA tarafından inşa edilen donanım burada bir takdiri hak ediyor.
Sürpriz? Jüpiter'in üst atmosferi amonyak gazı ve bulutlarıyla domine edilir. Epsilon Indi Ab'nin çok amonyak gazına sahip olması bekleniyordu, ama bulutlara değil. Bunun yerine, gözlemler tahmin edilenden daha az amonyak gösterdi. Önde gelen açıklama? Kalın, yamalı su buz bulutları, Dünya'nın sirrus bulutları gibi, yoluna giriyor.
Bu, gökbilimciler için bilgisayar modelleri genellikle bulutları simüle etmek zor olduğu için görmezden gelerek basitleştirdiğinden, neşeli bir problem sunuyor. Texas Üniversitesi Austin'den ortak yazar James Mang bunu "harika bir problem" olarak nitelendirdi ve JWST'nin modellerin şimdi "yakalamaya başladığı" karmaşıklığı ortaya çıkardığını belirtti.
Gelecek en iyi şekilde bulutlu görünüyor. MPIA'nın bir ortak olarak yer aldığı, 2026-2027'de fırlatılacak NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, yansıtıcı su buz bulutlarını doğrudan tespit etmede harika olmalı. Bu arada, Matthews'ın ekibi diğer soğuk Jüpiter benzerlerini incelemek için daha fazla JWST zamanı arıyor, nihai hedef için temel oluşturuyor: Dünya benzeri dünyaları incelemek ve bir gün yalnız olmadığımıza dair işaretler aramak.
Bulgular Astrophysical Journal Letters'ta E. C. Matthews ve diğerleri tarafından yayınlandı. İlgili MPIA araştırmacıları Elisabeth Matthews ve Bhavesh Rajpoot, James Mang ve Caroline Morley (Texas Üniversitesi Austin), Aarynn Carter ve Mathilde Mâlin (Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü) ve diğerleriyle işbirliği yapıyor.