Cómo el Telescopio Webb nos mostrará los planetas como nunca antes

¿Cuándo James Webb? El Telescopio Espacial (JWST) estará operativo en verano, Hará la colección más grande y poderosa de espejos, herramientas jamás lanzadas a los objetivos más distantes y fascinantes del universo. Las primeras estrellas y galaxias en formarse en nuestro universo, por supuesto, pero él es. exoplanetas.

JWST: No es realmente un cazador de exoplanetas, pero con su espejo primario de 6,5 metros de diámetro y sus instrumentos de espectroscopia infrarroja, está perfectamente preparado para mirar estos mundos distantes más de cerca que nunca. Diciéndonos de qué están hechos և, ¿es posible que haya signos de vida en su atmósfera?

astrofísico de Cornell nicole lewis dice que planea dedicar parte de su tiempo de monitoreo JWST a la exploración de «campo profundo» WASP-17b. Es un «Júpiter calienteExoplaneta a unos 1000 años luz de la Tierra. El telescopio pasará «80 horas mirando un planeta en todas las direcciones utilizando una amplia gama de herramientas que nos permitirán comenzar a comprender cómo se ven las diferentes partes del planeta», dice Lewis. Contrarrestar. Combinando la temperatura, la estructura de las nubes y las mediciones de la química atmosférica, «realmente podemos obtener una imagen en 3D de cómo se ve este Júpiter WASP-17b caliente», dice.

¿Y cómo será ese exoplaneta? Es paradójico, pero no va a ser como nada que hayamos visto antes. Es un poco complicado, pero los resultados aún pueden remodelar nuestra percepción de nuestro lugar en el espacio.

¿Cómo se verán los exoplanetas en JWST?

«Descubrimiento completo», dice Lewis, «no vamos a obtener bellas imágenes de exoplanetas». JWST será grande y verá hace miles de millones de años, pero la solución del exoplaneta distante junto a la estrella para que se asemeje a la imagen de nuestro planeta Hubble o Voyager aún está mucho más allá de su poder.

Veremos los exoplanetas directamente, dice Lewis, los más grandes, pero aparecerán como «solo un punto brillante».

No te decepciones. Ese punto es sólo el comienzo. JWST ayudará a crear una imagen más compleja de exoplanetas distantes a lo largo del tiempo al cartografiarlos con más detalle que nunca mediante la observación de longitudes de onda desatendidas.

«Cuando miramos los planetas, pensamos en ellos como se ven ópticamente debido a la luz que reflejan», dice Lewis. «Pero si realmente quieres seducir lo que los hace, entonces quieres mirarlos en infrarrojo», por ejemplo, si quieres saber si hay compuestos orgánicos en su atmósfera.

El querido Telescopio Espacial Hubble ha hecho una astronomía asombrosa, pero principalmente ve longitudes de onda ópticas, ultravioleta e infrarroja cercana. El ya desaparecido Telescopio Espacial Spitzer ha sido regulado por infrarrojos, pero fue retirado en 2020, y Lewis dice que llevó a cabo astronomía en grandes exoplanetas, nunca fue diseñado para tal misión.

Hay telescopios terrestres que pueden ver en luz infrarroja, pero ciertas longitudes de onda les son inaccesibles debido al efecto de filtrado de la atmósfera terrestre. En conjunto, esto significa que «pudimos encontrar huellas dactilares químicas en la atmósfera, en exoplanetas», dice Lewis. principalmente. «

Basado en una amplia gama de espectros infrarrojos optimizados para el espacio en el espacio, Webb proporcionará datos que los científicos pueden usar para crear modelos verdaderamente multidimensionales de exoplanetas. Comprender cómo se construye su atmósfera, cuál es su composición.

«Podremos ver firmas en cosas como dióxido de carbono, dióxido de carbono, metano, todo tipo de cosas divertidas», dijo Lewis. «Podemos comenzar a alejarnos de esa visión unidimensional del planeta, para comenzar a comprender cómo se ve en dos dimensiones».

¿Cómo se verá nuestro sistema solar en JWST?

Ya sea que la capacidad de la Web para explorar los objetos más distantes del universo atraiga con razón mucha atención o emoción, el telescopio espacial dedicará mucho tiempo a observar en profundidad los objetos cercanos.

Heidi Hammel, una científica interdisciplinaria que ha estado involucrada con la Web desde principios de la década de 2000, usará su tiempo de observación para observar casi todo en nuestro sistema solar que sea visible fuera de la órbita de la Luna, desde Marte hasta asteroides y planetas extraterrestres. Los extraños mundos fríos del Cinturón de Kuiper.

Puede aprovechar al máximo la observación de Urano. El planeta del gigante helado anillado solo ha sido visitado por la Voyager 2 una vez en 1986, cuando gira a la distancia correcta para una visibilidad de visualización óptima para Webb. ¿Realmente obtendremos excelentes fotos de Urano con Webb o, por supuesto, serán en infrarrojo?

Al explicar cómo se verá Urano a través de la Web, cita una colección de imágenes del gigante gaseoso hechas por el Hubble, el Observatorio Keck y el Gran Telescopio Europeo (VLT). Los picos de las nubes azul-rosadas son visibles en las imágenes ópticas del infrarrojo cercano del Hubble-Keck, pero las imágenes del infrarrojo medio del VLT parecen los ojos borrosos y borrosos de Sauron o una masa de carbones calientes. con la estufa!

«La web tendrá una mejor calidad de imagen», dice Hammel. «Podremos enfocar estas imágenes, entonces no se verán tan coloridas».

Webb permitirá a Hamel y otros científicos planetarios comprender mejor cómo interactúan las atmósferas superior e inferior de Urano. El espectrómetro Web les permitirá mapear la composición química del planeta como nunca antes.

«¿De dónde viene el metano?» ¿De dónde viene el etano?” dice Hammel. «Podremos descifrar esta química en función de la altura, para descubrir las conexiones.

¿Por qué es posible? No es coincidencia que los científicos que observan los exoplanetas distantes, los planetas en nuestro patio, estén todos interesados ​​​​en el espectro de sus objetivos: la composición química. Observaciones como estas no siempre brindan imágenes visuales sorprendentes de inmediato que se pueden pegar en un póster, como se puede con muchas imágenes del Hubble, pero con el tiempo pueden ayudar a los científicos a obtener una imagen conceptual más amplia y profunda de cómo todos los planetas y Los sistemas solares funcionan, incluido el nuestro. propio.

Los científicos pasan mucho tiempo tratando de responder preguntas sobre cómo llegamos aquí, dice Lewis.

¿Cómo surgió nuestro sistema solar? ¿Cómo resultó que la Tierra es el único planeta habitable del Sistema Solar?

«Pero siempre tuvimos solo ocho muestras para comparar, ¿verdad?» Y ahora tendremos una muestra de 300-400 artículos”, dice. «Nos permite probar nuestros modelos de física y química en lo que hace a los planetas.