En ny metod för rymdjakt: så här använder James Webb förmörkelser för att "läsa" jorden på andra planeter

De flesta teleskop specialiserade på analys av exoplaneter är kapabla att studera deras atmosfär. James Webb har dock precis gått längre och direkt analyserat värmen som avges av ytan på en planet utanför solsystemet. Detta är mycket informativ data, som hittills aldrig hade upptäckts och markerar en ny studiemetod för framtiden.

LHS 3844b. Exoplaneten som James Webb har analyserat är LHS 3844b. Dess storlek är 30 % större än vår planets och den ligger på ett avstånd av 50 ljusår.

Enligt analysen av detta rymdteleskop är det en mörk, varm, torr stenig värld utan atmosfär, ganska lik Merkurius. I Xataka har James Webb just hittat en planet som brinner vid 1 800 ºC. Och i processen har det genererat fler frågor än svar.

Perfekt för James Webb. Denna exoplanet kännetecknas också av att vara tidvattenlåst. Det vill säga att det tar exakt samma tid att kretsa runt sin stjärna som det tar att rotera runt sig själv.

Som en konsekvens visar han alltid samma sida till sin stjärna.

Som månen till jorden. Planeter som alltid har samma sida vänd mot sin stjärna har en sida där det alltid är dag och en annan där det alltid är natt. Den första har dessutom vanligtvis mycket höga temperaturer.

Men det bästa är att de är kanonmat för MIRI, ett av James Webbs stjärninstrument. Denna har en stor kapacitet att upptäcka infraröda utsläpp, såsom de som avges av ett hett föremål. Med andra ord kan analysen av en kropps infraröda utsläpp ge oss en uppfattning om värmen den avger.

Eclipse chasers. På planeter som denna, med en sida alltid exponerad för sin stjärna, finns det ett problem. När man analyserar värmen från dess yta kan den förväxlas med värmen från dess stjärna.

Därför är förmörkelser idealiska för MIRI att utföra sitt arbete. När detta händer gömmer sig planeten bakom stjärnan, så det enda ljuset som når rymdteleskopet är från den. Därmed erhålls data som sedan måste subtraheras från den mängd som normalt mäts för att veta exakt vad det infraröda bidraget som genereras av enbart planeten är.

Geologi kommer in i chatten. I verkligheten ger den strålning som mäts av MIRI oss inte bara information om värme. De olika grundämnen som kan finnas på en planet har ett annat emissionsspektrum.

De reflekterar mer eller mindre strålning. Därför är det möjligt att veta ungefär hur sammansättningen av atmosfären och planetens yta är. Denna exoplanet har ingen atmosfär, så vi kan i princip veta data om dess yta och till och med dess geologi.

Det infraröda spektrumet för den varma dagsidan av LHS 3844 b härleds från ljusstyrkans kontrast med dess värdstjärna i ppm (miljondelar = 0,0001%) vid olika våglängder. Observationsdata som erhållits från rymdteleskopen James Webb och Spitzer (cirklar och fyrkanter) överensstämmer med mantel (heldragen orange linje) eller vulkanisk sten (streckad blå linje), samtidigt som en jordliknande skorpa (grön streckad linje) utesluts. Kredit: Sebastian Zieba et al./MPIA Två förmörkelser. 2023 och 2024 upptäcktes två förmörkelser på denna exoplanet som gjorde det möjligt för James Webb att analysera dess infraröda utsläpp.

Den erhållna signalen jämfördes med den från planeter och välkända objekt, som Jorden, Mars och Månen. Det hade ingenting med jorden att göra, så det antas att ytan på båda planeterna måste vara väldigt olika. Möjligen med väldigt lite vatten när det gäller exoplaneten.

Å andra sidan fanns det ganska många likheter med månen. Det skulle få en att tro att planeten kan vara täckt av basalt, en mycket vanlig vulkanisk sten på vår satellit.

Något stämmer inte. Den initiala hypotesen med dessa signaler är att planeten kan vara ung och täckt av färsk lava. Men med denna vulkaniska aktivitet frigörs gaser som koldioxid eller svaveldioxid, som inte upptäcktes av James Webb.

Därför har en annan hypotes föreslagits. Planeten är sannolikt täckt av ett tjockt lager av mörkt, finkornigt material som bildats under långa perioder av strålning och meteoritnedslag. Det är något som liknar det som händer på Merkurius eller Månen.

Planeter utan atmosfär är särskilt mottagliga för detta fenomen, känt som rymdvittring, så det skulle vara rimligt.

Vi måste kolla upp det. Förhoppningen är att James Webb ska kunna få ännu mer data för att bekräfta om denna sista hypotes är korrekt. Hur som helst, bara med det han redan har kunnat mäta har han övervunnit många barriärer.

Det här teleskopets prestationer verkar inte ha något slut. Bilder | NASA | Sebastian Zieba et al./MPIA I Xataka | James Webb har slagit ännu ett historiskt rekord: ett supermassivt svart hål som är äldre än förväntat