Onderzoekers hebben met de James Webb Space Telescope van de NASA voor het eerst een exoplaneet ontdekt, een planeet die rond een andere ster draait. De planeet, die officieel LHS 475 b wordt genoemd, is bijna even groot als de onze en heeft een diameter van 99% van de aarde. Het onderzoeksteam staat onder leiding van Kevin Stevenson en Jacob Lustig-Yaeger, beiden van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. Het team koos ervoor om dit doel met Webb te observeren na zorgvuldige bestudering van interessante doelen van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die op het bestaan van de planeet wezen.
Webb's Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) legde de planeet gemakkelijk en duidelijk vast met slechts twee transitwaarnemingen. "Het staat buiten kijf dat de planeet bestaat. De ongerepte gegevens van Webb bevestigen dit," aldus Lustig-Yaeger. "Het feit dat het ook een kleine, rotsachtige planeet is, is indrukwekkend voor het observatorium," voegde Stevenson eraan toe.
"Deze eerste waarnemingsresultaten van een rotsachtige planeet ter grootte van de aarde openen de deur naar vele toekomstige mogelijkheden voor het bestuderen van de atmosfeer van rotsachtige planeten met Webb", aldus Mark Clampin, directeur van de afdeling Astrofysica op het hoofdkwartier van de NASA in Washington. "Webb brengt ons steeds dichter bij een nieuw begrip van aardachtige werelden buiten ons zonnestelsel, en de missie is nog maar net begonnen."
Van alle operationele telescopen is alleen Webb in staat de atmosferen van exoplaneten ter grootte van de aarde te karakteriseren. Het team heeft geprobeerd de atmosfeer van de planeet te bepalen door het transmissiespectrum te analyseren. Hoewel uit de gegevens blijkt dat het om een aardse planeet gaat, weten ze nog niet of hij een atmosfeer heeft. "De gegevens van het observatorium zijn prachtig," zei Erin May, ook van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. "De telescoop is zo gevoelig dat hij gemakkelijk een reeks moleculen kan detecteren, maar we kunnen nog geen definitieve conclusies trekken over de atmosfeer van de planeet." Hoewel het team niet kan concluderen wat er aanwezig is, kunnen ze zeker zeggen wat er niet aanwezig is. "Er zijn enkele atmosferen van het aardse type die we kunnen uitsluiten," legt Lustig-Yaeger uit. "Hij kan geen dikke, door methaan gedomineerde atmosfeer hebben, zoals die van Saturnus' maan Titan."
Het team merkt ook op dat, hoewel het mogelijk is dat de planeet geen atmosfeer heeft, er enkele atmosferische samenstellingen zijn die niet zijn uitgesloten, zoals een zuivere kooldioxide-atmosfeer. "Het is contra-intuïtief dat een 100% kooldioxide-atmosfeer zo veel compacter is dat het zeer moeilijk wordt om hem te detecteren", aldus Lustig-Yaeger. Het team moet nog preciezere metingen verrichten om een zuivere kooldioxide-atmosfeer te kunnen onderscheiden van helemaal geen atmosfeer. Het is de bedoeling dat de onderzoekers deze zomer aanvullende spectra verkrijgen met komende waarnemingen.
Webb onthulde ook dat de planeet een paar honderd graden warmer is dan de aarde, dus als er wolken worden gedetecteerd, kunnen de onderzoekers concluderen dat de planeet meer op Venus lijkt, die een kooldioxide-atmosfeer heeft en voortdurend in dikke wolken is gehuld. "Wij lopen voorop bij het bestuderen van kleine, rotsachtige exoplaneten," aldus Lustig-Yaeger. "We zijn nog maar net begonnen aan het oppervlak van hoe hun atmosfeer eruit zou kunnen zien." De onderzoekers bevestigden ook dat de planeet in slechts twee dagen een baan voltooit, informatie die bijna onmiddellijk werd onthuld door de precieze lichtcurve van Webb. Hoewel LHS 475 b dichter bij zijn ster staat dan enige andere planeet in ons zonnestelsel, heeft zijn rode dwergster minder dan de helft van de temperatuur van de zon.
De bevindingen van de onderzoekers openen de mogelijkheid om planeten ter grootte van de aarde aan te wijzen die rond kleinere rode dwergsterren draaien. "Deze bevestiging van een rotsachtige planeet benadrukt de precisie van de instrumenten van de missie", aldus Stevenson. "En het is slechts de eerste van vele ontdekkingen die de missie zal doen." Lustig-Yaeger was het daarmee eens. "Met deze telescoop zijn rotsachtige exoplaneten de nieuwe grens." LHS 475 b staat relatief dichtbij, op slechts 41 lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Octans. De resultaten van het team werden gepresenteerd op een persconferentie van de American Astronomical Society (AAS) op woensdag 11 januari 2023.
De James Webb Space Telescope is 's werelds belangrijkste observatorium voor ruimtewetenschap. Webb zal mysteries in ons zonnestelsel oplossen, verder kijken naar verre werelden rond andere sterren en de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin onderzoeken. Webb is een internationaal programma dat wordt geleid door NASA met zijn partners ESA (European Space Agency) en CSA (Canadian Space Agency).
Bron: NASA
