A James Webb Űrtávcső sikeresen megmérte egy, a Földtől 40 fényévre lévő vörös törpe körül keringő exobolygó, a TRAPPIST-1 c hőkibocsátását. A közép-infravörös tartományban történt mérés eredményei azt mutatják, hogy a bolygó nem hasonlít annyira a Vénuszra, mint ahogyan azt korábban feltételezték.
Mérési módszer
A csillagászok a Webb MIRI műszerét (Mid-Infrared Instrument) használták a fényesség meghatározására. A méréshez a másodlagos napfogyatkozás jelenségét használták: amikor a bolygó a csillag mellett van, a csillag által kibocsátott, valamint a bolygó nappali oldala által visszavert fény egyaránt eléri a távcsövet. Ebből következik, hogy a rendszer fényesebbnek tűnik. Amikor a bolygó a csillag mögött van, az elzárja a bolygó által visszavert fényt, és csak a csillag fénye éri el a teleszkópot. Emiatt a rendszer látszólagos fényessége csökken.
Így a két égitest együttes fényességéből kivonható a csillag fényessége, ami alapján kiszámítható, mennyi infravörös fény érkezik a bolygó nappali oldaláról. Ez alapján pedig a nappali hőmérséklet is kiszámítható, és következtetni lehet a légkör jelenlétére és lehetséges összetételére is.
A fenti grafikon négy különálló megfigyelés kombinált adatait mutatja, amelyeket a MIRI F1500W szűrőjével végeztek, ami csak a kb. 13,5-16,7 mikron közötti hullámhosszúságú fényt engedi át a detektorokhoz. A kék négyzetek egyedi fényességmérések, a piros körök az átlagolt méréseket mutatják, hogy könnyebben látható legyen az időbeli változás. A fehér vonal az adatokhoz legjobban illeszkedő fénygörbe. A fényesség csökkenése a másodlagos napfogyatkozás alatt kevesebb, mint 0,05% volt.
A megfigyelésből számított hőmérséklet 76 és 138 °C közötti, tehát a bolygó átlagos nappali hőmérséklete mintegy 107 °C. Ezzel a TRAPPIST-1 c a valaha mért leghűvösebb kőzetbolygó, amelyet másodlagos napfogyatkozás-fotometriával mértek meg.
Jövőbeni megfigyelések
Ez a kutatás a Webb 2304-es általános megfigyelői (GO) programjának részeként készült, amely egyike a Webb első tudományos évének nyolc programjának. Ennek célja a TRAPPIST-1 rendszer teljes körű jellemzése. A TRAPPIST-1 csillagrendszer lehetőséget biztosít arra, hogy a Föld-méretű bolygók körül lévő légkört tanulmányozzuk. A jövő évben a kutatók egy utóvizsgálatot fognak végezni, hogy megfigyeljék a TRAPPIST-1 b és a TRAPPIST-1 c teljes pályáját. Ez lehetővé teszi majd annak vizsgálatára, hogyan változik a hőmérséklet a két bolygó nappali és éjszakai oldaláról, valamint további adatokat is kaphatunk majd arról, hogy van-e légkörük.