JWST - Космический телескоп имени Джеймса Уэбба

[Shandrik]

Это Ариэль наложеная на Сатурн.

, перекрашенный в Уран. 

Ариэль мужского рода.

[vika vorobyeva]

С помощью MIRI на борту JWST измерена яркостная температура дневного полушария суперземли GJ 1132 b: https://arxiv.org/pdf/2408.13340

Температура оказалась равной 709 ± 31 К, что всего на одно стандартное отклонение ниже, чем ожидаемая температура черного тела без атмосферы и без теплопереноса на ночную сторону (746 ± 14 К). Эффективная температура GJ 1132 b в предположении эффективного теплопереноса составляет ~584 K.

Авторы пронаблюдали единственный вторичный минимум (заход планеты за звезду), случившийся 1 июля 2023 года. Наблюдения велись в диапазоне 5-12 мкм.
Результаты сравнивались с различными атмосферными моделями. Плотная атмосфера с давлением больше ~10 бар исключена почти при любом составе, но менее плотная вполне возможна. Авторы исключили углекислую атмосферу даже с давлением 1 миллибар, но кислородная атмосфера с примесью водяного пара возможна вплоть до 10 бар.

При этом ранее по наблюдениям на "Хаббле" и наземными телескопами у GJ 1132 b обнаруживали водородную атмосферу с примесью циановодорода Авторы модель водородной атмосферы не рассматривали, только смеси из кислорода, углекислого газа и воды. В общем, интрига сохраняется.

[vika vorobyeva]

Еще одна суперземля у красного карлика лишена плотной атмосферы, на этот  раз Gliese 486 b: https://arxiv.org/pdf/2408.15123

Как и в предыдущем случае, наблюдения велись с помощью инструмента MIRI в диапазоне 5-12 мкм. Авторы наблюдали два вторичных минимума 29 мая и 1 июня 2023 года.
Напомню, что Gliese 486 b – суперземля массой 2.77 ± 0.08 масс Земли и радиусом 1.29 ± 0.02 радиусов Земли, вращающаяся вокруг близкого (8.1 пк) красного карлика спектрального класса M3.5V с орбитальным периодом 1.467 суток. Средняя плотность 6.66 ± 0.29 г/куб.см говорит о железокаменном составе.
Измеренная температура поверхности оказалась равной 865 ± 14 К, что составляет 97 ± 1% той температуры, что была бы у черного тела, лишенного атмосферы. В случае эффективного теплопереноса температура составила бы 696 ± 7 К. Авторы склоняются к мысли, что Gliese 486 b лишена атмосферы, хотя данные не исключают наличие неплотной атмосферы с преобладанием кислорода. Например, наилучшая атмосферная модель с наименьшим хи квадрат (1.29) – это 0.1 бар кислорода + 1% водяного пара, вторая по удачности – земная (азот, кислород) с давлением у поверхности 0.1 бар. Углекислотная атмосфера практически исключена.
Авторы вводят универсальную "береговую линию" (shoreline) между атмосферными и безатмосферными телами, где по оси абсцисс отложена 2-я космическая скорость, а по оси ординат – суммарный поток жесткого излучения, полученный планетой. Планеты, лежащие ниже этой линии, имеют плотную атмосферу, выше – не имеют. Марс лежит как раз на границе.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве вышло сразу две статьи, посвященные анализу трансмиссионного спектра суперземли L 98-59 d, полученной NIRSpec/JWST 25 июня 2023 года в диапазоне 2.87 – 5.17 мкм. Исходные данные одни и те же, но они были независимо обработаны двумя научными коллективами.
(1) https://arxiv.org/pdf/2408.15707
(2) https://arxiv.org/pdf/2408.15855

Принятые параметры планеты у обеих групп несколько различаются: (1) считают ее массу равной 1.94 масс Земли, радиус 1.52 радиусов Земли, (2) – 2.31 масс Земли и 1.58 радиусов Земли.
Обе команды нашли у признаки наличия атмосферы из тяжелых газов, в состав которых входят сероводород и сернистый газ, что говорит о продолжающейся вулканической активности на планете.
Однако достоверность обнаружения атмосферы не очень велика, на уровне 2.6-3.0 сигма, так что обе команды призывают продолжить наблюдения, в том числе в более длинноволновом диапазоне, где расположена широкая полоса сернистого газа (7-10 мкм).

[Foma]

Авторы вводят универсальную "береговую линию" (shoreline) между атмосферными и безатмосферными телами, где по оси абсцисс отложена 2-я космическая скорость, а по оси ординат – суммарный поток жесткого излучения, полученный планетой. Планеты, лежащие ниже этой линии, имеют плотную атмосферу, выше – не имеют. Марс лежит как раз на границе.

По этой методе получается, что на Проксима Центавра b атмосферы нет в принципе. Размеры и массы почти земные, а жесткого излучения получает в 60 раз больше.

[vika vorobyeva]

По этой методе получается, что на Проксима Центавра b атмосферы нет в принципе.

Справедливости ради, истинная масса Проксима Центавра b неизвестна, она может быть в несколько раз больше, чем минимальная масса 1.17 масс Земли.
Но я тоже думаю, что они торопятся со своей береговой линией. И с "безатмосферными" экзопланетами еще не все однозначно, верхние пределы на давление у поверхности еще очень мягкие, и на Марсе атмосфера скорее есть, чем ее нет

[DELVIG]

JWST обнаруживает шесть новых "миров-изгоев", которые не являются ни планетами, ни звездами

В Astronomical Journal подробно изложены результаты исследования недавно обнаруженных планет-изгоев или планет-бродяг. Группа астрономов, использующих космический телескоп Джеймса Уэбба, обнаружила шесть  таких миров в молодой туманности  NGC1333.  В ней идёт активное звёздообразование и находится она на расстоянии около 1000 световых лет в созвездии Персея.
 В ходе наблюдений команда не нашла ни одного объекта массой менее пяти масс Юпитера, хотя JWST обладает чувствительностью, необходимой для обнаружения таких тел. Это указывает на то, что любые звездные объекты, масса которых превышает этот порог, с большей вероятностью формируются так, как формируются планеты, в отличие от звезд. Большинство "блуждающих миров" образованы веществом, выброшенным на ранних стадиях формирования планет, когда столкновения происходят чаще. Вокруг них также могут быть диски космической пыли, что имеет решающее значение как для образования звезд, так и планет. Другие могут возникать из коллапсирующих молекулярных облаков, у которых недостаточно массы для создания условий ядерного синтеза.
Эти звездные объекты размывают границы между планетой и звездой, чтобы лучше понять космические процессы, которые формируют и то, и другое.

https://www.popsci.com/science/new-rogue-worlds/

[Foma]

arXiv:2408.16813: The MIRI Exoplanets Orbiting White Dwarfs (MEOW) Survey: Mid-Infrared Excess Reveals a Giant Planet Candidate around a Nearby White Dwarf



У яркого (V=11.4) близкого (10.4 пк)  и молодого (200 млн лет) белого карлика WD  0310-688 обнаружен ИК-избыток на 18 и 21 мкм, который можно объяснить газовым гигантом типа Юпитера с температурой ~250 К. Это еще одна планета, которая как-то сумела пережить стадию красного гиганта. Исходя из температурного режима, она не может находиться ближе a~0.1 а.е., а отсутствие значимого астрометрического сигнала в данных Гиппарха-Гайи дает верхнюю границу a~2 a.e. Авторы даже попробовали провести RV-наблюдения и получили ограничения ~100 м/с, что исключает близкий коричневый карлик. Для окончательного подтверждения предлагают снять спектр.

[DELVIG]

Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), астрономы из Научного института космических телескопов (STScI) в Балтиморе, провели спектроскопию экзопланеты, известной как L98-59d. Результаты этих наблюдений представлены в исследовательской статье, опубликованной 28 августа в the pre-print server arXiv, и это позволяет предположить, что атмосфера планеты богата серой.

https://phys.org/news/2024-09-nearby-super-earth-sulfur-rich.html

https://arxiv.org/abs/2408.15855

[Wert]

спользуя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), астрономы из Научного института космических телескопов (STScI) в Балтиморе, провели спектроскопию экзопланеты, известной как L98-59d.

Сегодня в Архиве вышло сразу две статьи, посвященные анализу трансмиссионного спектра суперземли L 98-59 d, полученной NIRSpec/JWST 25 июня 2023 года в диапазоне 2.87 – 5.17 мкм. Исходные данные одни и те же, но они были независимо обработаны двумя научными коллективами.
(1) https://arxiv.org/pdf/2408.15707
(2) https://arxiv.org/pdf/2408.15855

Принятые параметры планеты у обеих групп несколько различаются: (1) считают ее массу равной 1.94 масс Земли, радиус 1.52 радиусов Земли, (2) – 2.31 масс Земли и 1.58 радиусов Земли.
Обе команды нашли у признаки наличия атмосферы из тяжелых газов, в состав которых входят сероводород и сернистый газ, что говорит о продолжающейся вулканической активности на планете.
Однако достоверность обнаружения атмосферы не очень велика, на уровне 2.6-3.0 сигма, так что обе команды призывают продолжить наблюдения, в том числе в более длинноволновом диапазоне, где расположена широкая полоса сернистого газа (7-10 мкм).

[Foma]

arXiv:2409.07552: JWST COMPASS: The 3-5 Micron Transmission Spectrum of the Super-Earth L 98-59 c

И еще статья по системе красного карлика L98-59, где, напомним, найдены 4 горячие земли/суперземли и подозревается пятая. На этот раз речь о планете c, которая имеет массу 2.22±0.25 M_🜨, радиус 1.385±0.085 R_⊕ и равновесную температуру 550 К (вторая слева на рис).


Планеты L 98-59 в сравнении с Солнечной системой

JWST снял ее трансмиссионный спектр с помощью NIRSpec в диапазонах 2.87–3.72 мкм и 3.82-5.05 мкм в двух транзитах в июле 2023 г. Спектр оказался ровным, без каких-либо особенностей. Это исключает протяженную атмосферу из водорода/гелия, что впрочем было и так понятно по средней плотности планеты.


Спектр в сравнении с моделями.

Простейшая интерпретация полученного результата состоит в том, что атмосферы там вообще нет. Во всяком случае на похожей планете TRAPPIST-1b заметной атмосферы не нашли, а L98-59с получает втрое больше энергии от своей звезды, чем она. Там жарче, чем на Меркурии, могло без проблем все сдуть.
Другая альтернатива заключается в атмосфере с высокой молекулярной массой, например из CO₂, N₂ или SO₂ (если планета вулканически активна). Данные допускают почти любой такой вариант, но для достоверного обнаружения требуется не менее 5 транзитов. Крайне полезным является также наблюдение собственного теплового излучения при вторичном транзите, это позволит определить температуру дневного полушария и судить о перераспределении тепла с помощью атмосферы. И такое наблюдение уже проведено с помощью MIRI на 15 мкм, но результаты не опубликованы.

В общем, по результатам двух лет работы JWST получается, что из 5 исследованных (супер)земель, атмосферы нашлись только у 2:

TRAPPIST-1b, масса 1.374 M_🜨, радиус 1.116 R_🜨, температура 503 К, атмосферы нет или P<0.01 бар.
TRAPPIST-1с, масса 1.308 M_🜨, радиус 1.097 R_🜨, температура 380 К, атмосферы нет или P<0.1 бар.
55 Cancri e, масса 8.8 M_🜨, радиус 1.95 R_🜨, температура 1800 К, CO/CO₂ атмосфера с P~0.1...10 бар.
L98-59с, масса 2.22 M_🜨, радиус 1.385 R_🜨, температура 550 К, атмосфера маловероятна
L98-59d, масса ~2 M_🜨, радиус ~1.5 R_🜨, температура ~500 К, атмосфера с заметной долей H₂S и SO₂
(надеюсь ничего не забыл?)

[DELVIG]

Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба подтвердили, что сверхмассивные черные дыры могут лишить галактики-хозяева топлива, необходимого им для образования новых звезд. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Международная команда, возглавляемая Кембриджским университетом, использовала телескоп Webb для наблюдения галактики размером примерно с Млечный Путь в ранней Вселенной, примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. Как и у большинства крупных галактик, в центре этой галактики находится сверхмассивная черная дыра. Однако эта галактика, по сути, "безжизненна": в ней в основном перестали образовываться новые звезды.
Эта галактика, официально названная GS-10578, но получившая прозвище "Галактика Пабло" в честь учёного, который решил понаблюдать за ней в деталях, является массивной для столь раннего периода существования Вселенной: ее общая масса примерно в 200 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, а большинство ее звезд сформировались в период от 12,5 до . 11,5 миллиардов лет назад.
Используя телескоп Уэбба, исследователи обнаружили, что эта галактика выбрасывает большое количество газа со скоростью около 1000 километров в секунду, что достаточно быстро, чтобы избежать гравитационного притяжения галактики. Эти быстро движущиеся потоки "выталкиваются" из галактики черной дырой.
Масса газа, выбрасываемого из галактики, превышает ту, которая требуется галактике для продолжения образования новых звезд. Хотя более ранние теоретические модели предсказывали, что черные дыры оказывают такое влияние на галактики, до появления Уэбба не было возможности обнаружить этот эффект напрямую.
"Основываясь на более ранних наблюдениях, мы знали, что эта галактика находится в затухающем состоянии: в ней образуется не так много звезд, учитывая ее размер, и мы ожидаем, что существует связь между черной дырой и окончанием звездообразования", - сказал соавтор исследования доктор Francesco D'Eugenio  из Кембриджского института космологии им. Кавли.
Более ранние модели предсказывали, что окончание звездообразования оказывает сильное турбулентное воздействие на галактики, разрушая их форму. Но звезды в этой дискообразной галактике по-прежнему движутся упорядоченно, что позволяет предположить, что это не всегда так.
Новые наблюдения с помощью ALMA, нацеленные на самые холодные и темные газовые компоненты галактики, прольют больше света на то, есть ли в этой галактике еще какое-либо топливо для звездообразования и где оно находится, а также каков эффект сверхмассивной черной дыры в области, окружающей галактику.

https://phys.org/news/2024-09-astronomers-black-hole-starving-host.html

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02345-1

[Wert]

Интересно, почему так долго не публикуют фазовые кривые TRAPPIST-1b+c (Цикл 2, программа 3077).
https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU24/EGU24-9116.html

[Shandrik]

Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба подтвердили, что сверхмассивные черные дыры могут лишить галактики-хозяева топлива, необходимого им для образования новых звезд.

Эх, коррупция вселенского масштаба...

[vika vorobyeva]

JWST наблюдал углекислотную экзосферу Ганимеда: https://arxiv.org/pdf/2409.13364

Как оказалось, кроме молекулярного кислорода в крайне разреженной атмосфере Ганимеда присутствует еще и углекислый газ. Распределение газа очень неравномерно, максимум концентрации регистрируется в северной околополярной области лидирующего полушария, где суммарная поверхностная плотность достигает (1.5 ± 0.11) × 10¹⁸ молекул на кв.м, а атмосферное давление – 1 пикобар. В остальных местах плотность углекислого газа раз в 5 ниже.

Наблюдения проводились с помощью NIRSpec. Диск Ганимеда был разрешен (площадь диска заняла ~190 пикселей, что соответствует поперечнику ~15 пикселей). Наблюдения проводились в диапазоне 2.9–5.2 мкм, где около 4.26 мкм находится полоса углекислого газа. Температура газа составила 107 ± 5 К.
Авторы обсуждают, что могло вызвать такое странное распределение. Вообще говоря, для углекислого газа с таким давлением на Ганимеде слишком жарко – давление насыщающих паров в 1 пикобар достигается при температуре 73 К.

Водяного пара в экзосфере Ганимеда не обнаружено, были получены только верхние пределы.

[Rattus]

максимум концентрации регистрируется в северной околополярной области лидирующего полушария

Ганимед оказывается товарищем Энцелада по локализованному криовулканизму?

[vika vorobyeva]

Ганимед оказывается товарищем Энцелада по локализованному криовулканизму?

Это вряд ли
Авторы пишут, что максимальная концентрация углекислого газа достигается в 12.6 часов местного времени, что наводит на мысль, что он сублимирует из неких холодных ловушек. Насколько я поняла, основная гипотеза тут такая. Северная полярная шапка Ганимеда накрывает максимально древнюю темную область Galileo Regio, где ожидается большое количество органики. Радиолиз этой органики плазмой из магнитосферы Юпитера, которую слабое магнитное поле Ганимеда направляет в районы полюсов, приводит к образованию углекислоты, которая затем сублимирует.
Криовулканы еще можно ожидать на Европе, но Ганимед уже пару миллиардов лет почти не шевелится.

[DELVIG]

                       Уэбб находит потенциальное недостающее звено для создания первых звезд

Заглянув вглубь ранней Вселенной с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба , астрономы обнаружили нечто беспрецедентное: галактику со странной световой сигнатурой, которую они связывают с тем, что ее газ затмевает ее звезды.
Обнаруженная примерно через миллиард лет после Большого взрыва, галактика GS-NDG-9422 (9422) может быть недостающим звеном галактической эволюции между первыми звездами Вселенной и знакомыми, хорошо сложившимися галактиками.

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_finds_potential_missing_link_to_first_stars

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/09/Galaxy_GS-NDG-9422

[Бобр-99]

А первые звезды так и не нашли?

[petrovich1964]

А первые звезды так и не нашли?

быстрее сингулярность увидят?