Webb macht sein erstes Bild eines Exoplaneten

Zum ersten Mal haben Astronomen das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA/ESA/CSA verwendet, um ein direktes Bild von a zu machen Exoplanet. Der Exoplanet ist ein Gasriese, was bedeutet, dass er keine felsige Oberfläche hat und nicht bewohnbar sein könnte. Das Bild, das durch vier verschiedene Lichtfilter gesehen wird, zeigt, wie Webbs starker Infrarotblick Welten jenseits unseres Sonnensystems leicht erfassen kann, und ebnet den Weg für zukünftige Beobachtungen, die mehr Informationen über die Exoplaneten enthüllen werden.

Der Exoplanet in Webbs Bild mit der Bezeichnung HIP 65426 b hat etwa die sechs- bis achtfache Masse des Jupiter. Sie ist jung wie die Planeten – etwa 15 bis 20 Millionen Jahre alt, verglichen mit unserer 4,5 Milliarden Jahre alten Erde.

Astronomen entdeckten den Planeten im Jahr 2017 mithilfe der KUGEL Instrument der Europäischen Südsternwarte sehr großes Teleskop in Chile und fotografierte es mit kurzwelligem Infrarotlicht. Das im mittleren Infrarotlicht aufgenommene Webb-Bild enthüllt neue Details, die bodengestützte Teleskope aufgrund des intrinsischen Infrarotlichts der Erdatmosphäre nicht erkennen konnten.

Die Forscher haben die Daten aus diesen Beobachtungen analysiert und bereiten einen Artikel vor, den sie bei Zeitschriften zur Begutachtung einreichen werden. Aber Webbs erste Erfassung eines Exoplaneten deutet bereits auf zukünftige Möglichkeiten zur Erforschung ferner Welten hin.

Da HIP 65426 b etwa 100-mal weiter von seinem Zentralstern entfernt ist als die Erde von der Sonne, ist es weit genug vom Stern entfernt, dass Webb den Planeten auf dem Bild leicht vom Stern trennen könnte.

Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) und Mittelinfrarot-Instrument (MIRI) sind beide mit Koronographen ausgestattet, bei denen es sich um winzige Masken handelt, die das Sternenlicht blockieren und es Webb ermöglichen, direkte Bilder von bestimmten Exoplaneten wie diesem zu machen.

Direktaufnahmen von Exoplaneten sind eine Herausforderung, da Sterne viel heller sind als Planeten. Der Planet HIP 65426 b ist im nahen Infrarot mehr als 10.000 Mal schwächer als sein Mutterstern und im mittleren Infrarot einige tausend Mal schwächer. Obwohl dies nicht das erste direkte Bild eines Exoplaneten aus dem Weltraum ist – NASA/ESA Das Hubble-Weltraumteleskop zuvor aufgenommene direkte Bilder von Exoplaneten – HIP 65426 b zeigt den Weg nach vorn für Webbs Exoplaneten-Erkundung.

In jedem Filterbild erscheint der Planet als leicht anders geformter Lichtfleck. Dies liegt an den Besonderheiten des optischen Systems von Webb und der Art und Weise, wie es Licht durch die verschiedenen Optiken übersetzt. Violett zeigt die NIRCam-Instrumentenansicht bei 3,00 Mikrometer, Blau zeigt die NIRCam-Instrumentenansicht bei 4,44 Mikrometern, Gelb zeigt die MIRI-Instrumentenansicht bei 11,4 Mikrometern und Rot zeigt die Ansicht des MIRI-Instruments bei 15,5 Mikrometern. Diese Bilder sehen unterschiedlich aus, da verschiedene Webb-Instrumente Licht einfangen. Der kleine weiße Stern in jedem Bild markiert die Position des Wirtssterns HIP 65426, der mithilfe von Koronographen und Bildverarbeitung subtrahiert wurde. Balkenformen in NIRCam-Bildern sind Artefakte der Teleskopoptik, keine Objekte in der Szene.

Diese Beobachtungen wurden in breiter internationaler Zusammenarbeit von Sasha Hinkley, außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Exeter im Vereinigten Königreich, durchgeführt.

Bemerkungen:

NIRSpec wurde für die ESA von einem Konsortium europäischer Unternehmen unter der Leitung von Airbus Defence and Space (ADS) gebaut, wobei das Goddard Space Flight Center der NASA seine Detektions- und Mikroverschluss-Subsysteme bereitstellte. Die ESA stellte auch 50 % von MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (The MIRI European Consortium) in Partnerschaft mit JPL und der University of Arizona entworfen und gebaut wurde.

Dieses Bild hebt die laufende Wissenschaft von Webb hervor, die noch nicht den Peer-Review-Prozess durchlaufen hat.