NASA-Ziel James Webb erworben: Riesige Erde mit Lavaozeanen bedeckt

Was ist los

Das neue James-Webb-Weltraumteleskop steht kurz vor der vollständigen Inbetriebnahme, und die NASA hat gerade einige potenzielle Entdeckungsziele für die milliardenschwere Maschine bekannt gegeben.

Warum spielt es eine Rolle

Dieses Weltraumteleskop wird beispiellose Ansichten entfernter Objekte liefern und Wissenschaftlern neue Daten und neue Bilder liefern, die unser Verständnis des Universums verändern werden.

Es ist fast Zeit für die fortgeschrittene Mission der NASA, ein ungefiltertes Universum zu entdecken und die Laune des „Sternenguckens“ neu zu definieren. Nach einem bisher erfolgreichen Flug – nachdem Schritte wie das Reisen von einer Million Meilen von der Erde und das Ausrichten seiner 18 goldbeschichteten Hex-Spiegel unternommen wurden – ist das James-Webb-Weltraumteleskop nur noch „Wochen“ davon entfernt, vollständig betriebsbereit zu sein, sagt die Agentur.

In Vorbereitung auf Webbs erste Entdeckungen im Universum arbeitet die NASA an einer Liste spannender interstellarer Ziele. Am Donnerstag kündigte es zwei an, die definitiv nicht enttäuschen werden: ein Paar sengender Super-Erden, die den Star-Trek-Welten sehr ähnlich sehen.

Einer ist mit Lavaozeanen bedeckt und der andere existiert ohne Atmosphäre.

Das sagte Laura Kreidberg vom Max-Planck-Institut für Astronomie in einer Erklärung.

Inspirierender Exoplanet Nr. 1

Erstens haben wir den Exoplaneten 55 Cancri e oder, wie die NASA es ausdrückt, einen extrem heißen terrestrischen Planeten.

Diese felsige Kugel befindet sich 40 Lichtjahre von uns entfernt – ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt – und unser Planet hat eine Masse von 8,63 Mal.

55 Cancri E umkreist einen sonnenähnlichen Stern, ähnlich dem unzerbrechlichen Band zwischen Erde und Sonne, aber da er weniger als 2,4 Millionen Kilometer von diesem Stern entfernt ist, ist er extrem heiß. in vollem Umfang. heiß. Zum Vergleich: Die Erde umkreist die Sonne aus einer Entfernung von fast 95 Millionen Meilen. Deshalb glauben Wissenschaftler, dass die Felsen von 55 Cancri e buchstäblich in Lavaozeanen schmelzen. Und das ist nicht der seltsamste Teil.

Die Nähe dieses schwülen Planeten zur „Sonne“ führt auch zu einem großen Rätsel, für das Webb gut gerüstet ist, um es zu lösen.

Eine künstlerische Darstellung von Super Earth 55 Cancri, geschnitten vor seinem Mutterstern.

ESA/Hubble, M. Kornmesser

„Es wird angenommen, dass Planeten, die ihren Stern so nahe umkreisen, zunehmend gesperrt sind“, sagte die NASA, was bedeutet, dass eine Seite des Planeten jederzeit dem Stern zugewandt sein muss. Intuitiv glauben Wissenschaftler, dass eine solche Gezeitensperre die dem Stern zugewandte Seite des Planeten heißer machen würde als die andere, und dass dieses Wärmeniveau nicht wirklich schwanken sollte. Aber … 55 Cancri e scheint diese Eigenschaften nicht zu zeigen.

Eine mögliche Erklärung ist, dass „55 Cancree E eine dichte Atmosphäre haben könnte, die von Sauerstoff oder Stickstoff dominiert wird“, sagte Renew Ho vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien in einer Erklärung. Oder Alexis Brandeker, ein Forscher der Universität Stockholm, der ein anderes Team leitet, das die 55 Cancri e untersucht, schlägt alternativ vor, dass wir uns in erster Linie in Bezug auf die Gezeitensperre der 55 Cancri e irren könnten.

“Das könnte erklären, warum sich der heißere Teil des Planeten dreht”, sagte Brandecker. „Genau wie auf der Erde wird es einige Zeit dauern, bis sich die Oberfläche erwärmt. Die heißeste Zeit des Tages wird am Nachmittag sein, nicht direkt am Mittag.“ Wenn Brandeker recht hat, ist es auch möglich, dass 55 Cancri e nicht nur Lavaozeane beheimatet, sondern auch Lavaregen.

Hier kommt das Web ins Spiel.

James Webb Space Telescope, in der Künstleransicht.

James Webb Space Telescope, in der Künstleransicht.

NASA GSFC / CIL / Adriana Manrique Gutiérrez

Einerseits wollten er und seine Forscherkollegen der Sache auf den Grund gehen, indem sie die bahnbrechende Nahinfrarot-Webcam (NIRCam) und das Mittelinfrarot-Instrument (MIRI) auf der Tagseite des Planeten trainierten. Beide Technologien nutzen die Kraft der Infrarotbildgebung, um zu sehen, was das menschliche Auge nicht sehen kann.

Das aus dem Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums emittierte Licht ist für uns im Wesentlichen unsichtbar, aber diese Instrumente können diese Photonen einfangen, selbst wenn sie aus dem Weltraum stammen, und sie in für Menschen lesbare Signale umwandeln. “Wenn er eine Atmosphäre hätte, [Webb] „Es hat die Empfindlichkeit und den Wellenlängenbereich, um seine Komponenten zu erkennen und zu identifizieren“, sagte Hu über 55 Cancri E.

Ein Ingenieur im Kaninchenkostüm steht neben der Nahinfrarotkamera des Webb-Teleskops

Lockheed Martin-Ingenieurin Alison Nordt arbeitet an der NIRCam-Webcam.

Lockheed Martin

Andererseits planen Brandeker und seine Forscherkollegen auch, NIRCam zu verwenden, um die Wärme zu messen, die von der beleuchteten Seite von 55 Cancri e über vier verschiedene Umlaufbahnen abgegeben wird.

Moses die äußeren Planeten Nummer 2

Etwas weiter von uns entfernt, bei 55 Cancri e – 48 Lichtjahre, um genau zu sein – befindet sich außerhalb unseres Sonnensystems ein weiterer sehr heißer, wenn auch technisch kühlerer Planet namens LHS 3844 b. Dieser Planet hat die 2,25-fache Masse der Erde und umkreist einen roten Zwergstern namens LHS 3844. Der Hauptanziehungspunkt des Planeten ist, dass er keine Luft zu haben scheint?

Und die NASA sagte, oder besser gesagt, sie habe keine “intrinsische Atmosphäre”.

Ein dunkler Exoplanet in der Leere des Weltalls.

Illustration von LHS 3844 b, einem extrem heißen Exoplaneten 48 Lichtjahre von der Erde entfernt.

NASA

Webb kann die Geheimnisse dieses Planeten mithilfe der leistungsstarken Mechanismen der Infrarotspektroskopie entschlüsseln. NIRCam funktioniert in diesem Fall aufgrund der fehlenden Atmosphäre möglicherweise nicht, aber MIRI kann es. MIRI kann LHS 3844 b nicht genau „abbilden“, aber es kann das Vorhandensein verschiedener Gesteinszusammensetzungen wie Granit oder Basalt und möglicherweise sogar vulkanisches Gas erkennen – sofern der Planet vulkanisch aktiv ist.

„Es stellt sich heraus, dass verschiedene Gesteinsarten unterschiedliche Spektren haben“, sagte Kreidberg. „Man kann mit eigenen Augen sehen, dass Granit eine hellere Farbe hat als Basalt. Ähnliche Unterschiede gibt es im Infrarotlicht, das die Felsen aussenden.“

Verschiedene Bilder zeigen die Schärfeprüfungen des Webb-Teleskops

In dieser Collage sehen Sie ein Bild aller wichtigen Webb-Tools.

NASA / STScI

Und obwohl diese beiden Exoplaneten wirklich coole Ziele für die Webwissenschaft sind, kratzen sie nur an der Oberfläche dessen, was dieses Teleskop in den nächsten Jahren für die Astronomie leisten könnte. Forscher auf der ganzen Welt haben Webbs Arsenal bereits inoffiziell erweitert, wie z. B. eine Crew, die außerirdische Biometrie identifiziert, und ein anderes Team, das sich auf den Vorfahren eines supermassiven Schwarzen Lochs konzentriert.

Diese High-Tech-Milliarden-Dollar-Skala könnte das Rätsel lösen, warum Neptun seltsamerweise kühler wird, und uns möglicherweise einen wunderschönen, brillanten Blick auf Erendel geben, den entferntesten Stern, den Menschen je gesehen haben.

Nur die Zeit wird es beweisen. Der Ball liegt bei Ihnen, Webb.

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