Vrijeme i klima na drugim planetima imaju neobične značajke, no planetarni astronomi misle da bi JWST potencijalno mogao otkriti tragove koji bi pomogli odgovoriti na temeljno pitanje 'Odakle dolazimo?'
UZBUDLJIVA ATMOSFERA
Europski astronomi proučavaju klimu na drugim planetima: 'Ovo je stvarno veliko otkriće'
Svemirski teleskop James Webb (JWST) lansiran na Božić 2021. već mijenja naše razumijevanje planeta u našem Sunčevom sustavu, a i puno šire. Svestrani satelitski opservatorij, JWST, ima jasan pogled sa svoje orbitalne pozicije, 1,5 m km udaljen od Zemlje u svemiru. To mu daje veliku prednost u odnosu na teleskope na Zemlji koji moraju viriti u svemir kroz maglovitu atmosferu Zemlje.
POGLEDAJTE VIDEO Teleskop James Webb snimio je najdublju fotografiju svemira dosad :
Pokretanje videa...
01:30
JWST prikuplja pet puta više svjetlosti od svemirskog teleskopa Hubble (HST), što mu omogućuje otkrivanje slabih signala iz dalekih svjetova pomoću njegovih spektroskopskih mogućnosti.
- Prije svemirskog teleskopa Jamesa Webba mogao se promatrati tek vrlo mali broj molekula, poput vode, ugljičnog monoksida i natrija - rekao je Jérémy Leconte, astrofizičar sa Sveučilišta u Bordeauxu u Francuskoj.
Ranije misije i promatranja sa Zemlje otkrile su tisuće egzoplaneta (onih izvan našeg Sunčevog sustava) i astronomi već iskorištavaju jedinstvene mogućnosti JWST-a za proučavanje gradivnih blokova života u Svemiru.
Izvanzemaljska neba
Ranije ove godine, teleskop James Webb omogućio je astrofizičarima da promatraju egzoplanet oko zvijezde nalik Suncu, udaljene 700 svjetlosnih godina. Svjetlost zvijezda koja prolazi kroz atmosferu vrućeg planeta WASP-39b sličnog Jupiteru pruža astronomima pogled na kemiju izvanzemaljskog neba. Sa Zemlje, teleskopi teško promatraju ugljični dioksid na egzoplanetima jer moraju gledati kroz CO 2 u atmosferi planeta.
Opservatorij JWST omogućuje otkrivanje većeg raspona molekula, uključujući ugljikov dioksid, na nebu planeta WASP-39b. Prisutnost ugljičnog dioksida u atmosferi može ukazivati na postojanje organskog života na planetu.
- Ovo je stvarno veliko otkriće. Stvarno trebamo gledati planete oko zvijezda koje su nam blizu. To je naša najbolja prilika da opišemo njihove atmosfere - rekao je Leconte.
Osobito ga zanima sedam stjenovitih planeta koji kruže oko patuljaste zvijezde TRAPPIST-1, udaljene 40 svjetlosnih godina, a posebno njihove atmosfere. Planeti se nalaze u nastanjivoj zoni, što znači da ima odgovarajuće temperature da bi voda ostala tekuća. Obično, kada znanstvenici daju predviđanja o atmosferi egzoplaneta, pretpostavljaju da je homogena, da su uvjeti posvuda isti. Malo je vjerojatno da je to istina.
Leconte je razvio 3-D simulator (u okviru projekta WHIPLASH koji se financira iz programa Obzor) kako bi na simuliranim planetima s poznatim karakteristikama proveo testove kao što je primjerice prisutnost tekuće vode. Upotreba simuliranih planeta za izvođenje ovih testova je kao da imate odgovore na kraju matematičke knjige: testovi se mogu pokrenuti i odgovori koje modeli daju mogu se usporediti s poznatim karakteristikama.
Još će mnogo tisuća egzoplaneta vjerojatno biti otkriveno u nadolazećim godinama, uključujući one pronađene pomoću novog svemirskog teleskopa. Znanstvenici žele znati mogu li njihovi modeli dati točne uvide. Neki od odgovora na pitanja o dalekim egzoplanetima mogli bi ležati blizu Sunčevog sustava, na četiri najveća planeta: Jupiteru, Saturnu, Uranu i Neptunu.
Orbitalna misija Juno pružila je spektakularan pogled na Jupiter, dok je svemirska letjelica Cassini otkrila pojedinosti o planetu Saturn. Ranije je svemirska letjelica Voyager 2 leteći pored Neptuna i Urana snimila njihove atmosfere.
- Snimili smo veličanstvene slike s ovih planeta, sa svim tim vrtložnim olujnim sustavima i prugama u šarenim bojama, koji su uzorci vremenskih cirkulacija velikih razmjera. No, to je samo snimka njihove atmosfere i klime u određenom trenutku u vremenu - rekao je planetarni znanstvenik Leigh Fletcher sa Sveučilišta Leicester.
Četiri diva
Kako bi razumio klimatske i vremenske uzorke, Fletcher vodi projekt pod nazivom GIANTCLIMES koji se bavio sastavljanjem raštrkanih dijelova slagalice njihove atmosfere koja se neprestano mijenja. Upotrebljavali su ranija promatranja teleskopa na Zemlji kako bi razumjeli prirodne cikluse na četiri gigantska planeta tijekom mnogih desetljeća.
Ovaj je rad pripremio teren za dugo očekivane nove karte ovih svjetova s pomoću JWST-a. Uran i Neptun najudaljeniji su planeti u Sunčevom sustavu i ti takozvani „ledeni divovi” još uvijek zadržavaju dojam tajanstvenosti. Sastoje se uglavnom od vodika, helija i drugih plinova poput metana.
- Postoji toliko mnogo potencijala za potpuno nova otkrića (s ova dva planeta). Nemamo dobar uvid u djelovanje atmosfere ovih ledenih divova u usporedbi s bolje proučenim plinovitim divovima (Jupiterom i Saturnom) - kaže Fletcher.
Metanski snijeg
U međuvremenu, poznato je da Saturn ima masivne olujne sustave, a Neptun bi mogao imati metanske snježne oluje. Ključna varijabla vremenskih obrazaca uvijek je temperatura, s ledeno hladnim temperaturama na dalekom Neptunu i Uranu. Već je postignut napredak s objavljivanjem prvih karata atmosferskih temperatura visoko u stratosferi Urana. To je otkrilo iznenađujuće sezonske sustave cirkulacije i svijetle točke na polovima.
Također predviđa da divovski planeti, često nagnuti na svojoj osi, imaju izuzetno duga godišnja doba.
- Vidimo da godišnja doba mijenjaju atmosferske temperature i oblake i oborine kao i na planetu Zemlji, no također vidimo redovite prirodne cikluse u atmosferi koji nisu sezonski. Tek smo počeli shvaćati vrijeme na divovskim planetima - kaže Fletcher.
Također, Neptunova atmosfera pokazala je značajnu olujnu i vremensku aktivnost, a tim je bio iznenađen otkrićem da se činilo da se planet ohladio tijekom ljeta, umjesto da se zagrije. Projekt GIANTCLIMES priprema je za dolazak JWST-a. Novi teleskop već je promatrao Jupiter, a u bliskoj budućnosti okrenut će se prema Uranu i Saturnu, a potom i Neptunu početkom 2023. godine, što će omogućiti usporedbe među planetima.
- Kako klime funkcioniraju na četiri svijeta zapravo je srž onoga što pokušavamo razumjeti - rekao je Fletcher.
Očekuje se da će ponuditi bolji uvid u prirodne cikluse klimatskih varijabilnosti koji su otkriveni na Jupiteru, Saturnu, Uranu i Neptunu. Njihovi ekstremi mogli bi nam čak reći više o Zemljinoj klimi i vremenskim obrascima.
Izvanzemaljski život
Studije o četiri diva također su relevantne za istraživanje egzoplaneta.
Imamo kolekciju različitih planetarnih atmosfera u našem Sunčevom sustavu koje čine predložak za ono što bismo mogli očekivati oko drugih zvijezda. Možda ti egzoplanetarni ciljevi također pokazuju slične prirodne cikluse, a krajnji cilj je pokušati imati predviđanje vremena ili klime za sve planete, a ne samo one u našem Sunčevom sustavu - zaključio je Fletcher.
WST će znanstvenicima pružiti bolji pogled na nebo planeta u dalekim dijelovima Sunčevog sustava, ali i svjetova udaljenih svjetlosnim godinama, od kojih bi neki mogli biti okruženi zaštitnim atmosferama i zemaljskim uvjetima pogodnim za izvanzemaljski život.
- Dva se polja u astrofizici brzo kreću. To su egzoplanete i kozmologija, koja se zapravo svodi na pitanje Boga i života, dakle odakle dolazi Svemir i odakle dolazimo mi - rekao je Leconte.
Autor ANTHONY KING
Istraživanja u ovom članku financira Europsko istraživačko vijeće EU-a (ERC). Ovaj je materijal izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Više informacija Ako želite saznati više o projektima u ovom članku koji se financiraju iz programa Obzor, slijedite poveznice u nastavku.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
