James Webb -teleskooppi vahvisti: Jättiläisplaneetta selviytyi tähtensä kuolemasta – ja se on kylmin koskaan havaittu eksoplaneetta

Ennen tätä löytöä yksikään alle 275 Kelvinin lämpötilassa oleva eksoplaneetta ei ollut tullut suoraan kuvatuksi .

Titanin kaltainen ilmakehä: metaania ja sumukerroksia

Kun tähtitieteilijät analysoivat valoa, joka kulki WD 1856 b:n ilmakehän läpi sen kulkiessa tähden editse, he löysivät selviä merkkejä metaanista (CH₄) ja paksuista aerosoleista – sumukerroksia, jotka sirottavat lyhyempiä aallonpituuksia . Tämä yhdistelmä antaa planeetalle tyypillisen oranssiruskean värin, kuten Saturnuksen Titan-kuulla.

Metaanin esiintyminen on merkittävää. Se on molekyyli, joka tuhoutuu suhteellisen nopeasti tähden säteilyssä, joten sen havaitseminen viittaa siihen, että planeetan ilmakehä joko uusiutuu jatkuvasti tai että sumukerrokset suojaavat sitä . Maanpäälliset GTC- ja Gemini-teleskooppien läpäisyspektrit olivat aiemmin olleet piirteettömiä ja harmaita, todennäköisesti juuri näiden sumukerrosten takia, jotka peittivät spektriviivat . Webbin infrapunaherkkyys läpäisi nämä sumut.

Hyväksytty JWST NIRSpec Prism -ohjelma (8 tuntia, 4 ylikulkua) on suunniteltu saamaan ensimmäinen tarkka läpäisyspektri tästä pääsarjan jälkeisestä planeetasta, kohdistuen metaaniin, veteen, hiilidioksidiin, hiilimonoksidiin ja ammoniakkiin korkealla signaali-kohinasuhteella .

Miten planeetta selviytyi tähden kuolemasta?

Tämä on tarinan merkittävin osa. WD 1856 b kiertää valkoista kääpiötä kerran 1,4 päivässä – äärimmäisen lähellä. Mutta valkoiset kääpiöt ovat tähtien romahtaneita ytimiä, jotka olivat aikoinaan punaisia jättiläisiä. Miten Jupiterin kokoinen planeetta välttyi tuhoutumasta, kun sen tähti paisui punaiseksi jättiläiseksi?

Vastaus on, että planeetta kiersi alun perin kaukana tähdestään. Kun tähti laajeni punaiseksi jättiläiseksi, sen uloin vaippa ei yltänyt planeetan alkuperäiselle laajalle kiertoradalle. Kun tähti oli luopunut uloimmista kerroksistaan ja romahtanut valkoiseksi kääpiöksi, gravitaatiovuorovaikutukset muiden kappaleiden tai vuorovesivoimien kanssa vetivät planeetan sisemmälle nykyiselle tiiviille kiertoradalleen . Toisin sanoen planeetta siirtyi sisäänpäin vasta, kun vaara oli ohi.

Miksi sen ilmakehä on 'yllättävän lämmin'

186 K:ssa planeetta ei ole absoluuttisesti kuuma. Yllätys on, että se on ylipäätään säilyttänyt huomattavan ilmakehän väkivaltaisen pääsarjan jälkeisen kehityksen jälkeen. Himmeä valkoinen kääpiö ei tuota juuri lainkaan lämpöä, joten planeetan lämpö tulee sen syntyhetkeltä peräisin olevasta jäännöslämmöstä ja vuorovesilämmityksestä – tarpeeksi estämään ilmakehän täydellisen jäätymisen .

Mitä tämä tarkoittaa Jupiterin ja Saturnuksen kohtalolle?

WD 1856 b:n selviytymisellä on suoria vaikutuksia omaan aurinkokuntaamme. Miljardien vuosien päästä, kun Auringosta tulee punainen jättiläinen ja sitten valkoinen kääpiö, Jupiter ja Saturnus (kiertäen 5–10 AU:n etäisyydellä) voisivat samoin selviytyä nielaisuvaiheesta, siirtyä sisäänpäin ja jatkaa olemassaoloaan 'zombeja-planeettoina' kuolleen Auringon ympärillä .

Maa ja muut sisäplaneetat tulevat lähes varmasti nielemistapahtuman uhreiksi. Vain kaasujättiläisillä on realistinen mahdollisuus selviytyä jäännösmaailmoina – synkkä mutta tieteellisesti syvällinen oivallus, jonka mahdollisti tämä yksi jäinen maailma 80 valovuoden päässä.