Bu sanatçının izlenimi, yüzüklerin Chariklo’nun yüzeyine yakından nasıl görünebileceğini gösteriyor. Kredi: NASA/JPL
Bilim adamları, Chariklo’nun ince halkaları tarafından dökülen yıldız ışığının gölgelerini yakalamak için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile yüksek hassasiyetli bir gözlem becerisiyle yeni bir teknik kullandılar. Chariklo, Satürn’ün yörüngesinden 2 milyar milden daha uzakta bulunan buzlu, küçük ama bilinen Centaur popülasyonunun en büyüğüdür. Chariklo, Dünya çapından yalnızca 160 mil (250 kilometre) veya ~51 kat daha küçüktür ve halkaları, vücudun merkezinden yaklaşık 250 mil (400 kilometre) uzaklıkta yörüngededir.
Chariklo’yu gözlemleyen bilim ekibinin üyelerinden bize bu benzersiz sistem, örtme tekniği ve Webb gözlemlerinden öğrendikleri hakkında daha fazla bilgi vermelerini istedik.
2013’te Felipe Braga-Ribas ve işbirlikçiler, yere dayalı teleskoplar kullanarak, Chariklo’nun iki ince halkadan oluşan bir sisteme ev sahipliği yaptığını keşfettiler. Bu tür halkaların yalnızca Jüpiter ve Neptün gibi büyük gezegenlerin çevresinde olması bekleniyordu. Astronomlar tahmin ettikleri gibi Chariklo’nun önünden geçip yıldız ışığını bloke ettiği sırada bir yıldızı izliyorlardı. Gökbilimciler bu fenomene örtülme diyorlar. Şaşırtıcı bir şekilde, yıldız Chariklo’nun arkasında kaybolmadan önce iki kez yanıp söndü ve yıldız yeniden ortaya çıktıktan sonra tekrar çift göz kırptı. Yanıp sönmeye iki ince halka neden oldu; küçük bir güneş sistemi nesnesinin çevresinde tespit edilen ilk halkalar.
İspanya, Granada’daki Instituto de Astrofísica de Andalucía’dan Pablo Santos-Sanz’ın onaylı bir “Fırsat Hedefi” var ” programı (program 1271), Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği’nden Heidi Hammel liderliğindeki Webb’in güneş sistemi Garantili Zaman Gözlemlerinin (GTO) bir parçası olarak bir örtülme gözlemi girişiminde bulunmak için. Olağanüstü bir şans eseri, Chariklo’nun Ekim 2022’de böyle bir örtülme olayı için doğru yolda olduğunu keşfettik. Bu, Webb ile denenen ilk yıldız örtülmesiydi. Bu olağandışı olayla ilgili tahminleri belirlemek ve iyileştirmek için çok emek harcandı.
Bu video, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından alınan bir yıldıza (göstergenin merkezine sabitlenmiş) ilişkin gözlemlerini göstermektedir. video) Chariklo önünden geçerken. Video, 18 Ekim’de Webb’in Yakın Kızılötesi Kamera Aleti’nin 1,5 mikron dalga boyundaki (F150W) görüntüsüyle ~1 saat boyunca elde edilen 63 ayrı gözlemden oluşuyor. Yıldızın parlaklığının dikkatli bir analizi, Chariklo sisteminin halkalarının net bir şekilde tespit edildiğini ortaya koyuyor . Kredi: NASA, ESA, CSA, Nicolás Morales (IAA/CSIC)
18 Ekim’de Gaia DR3 6873519665992128512 yıldızını yakından izlemek ve izlemek için Webb’in Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) cihazını kullandık parlaklıkta bir tıkanmanın meydana geldiğini gösteren düşüşler. Chariklo’nun halkaları tarafından üretilen gölgeler, güneş sistemi nesnelerini keşfetmek için Webb’i kullanmanın yeni bir yolunu göstererek net bir şekilde tespit edildi. Chariklo’nun kendisinden kaynaklanan yıldız gölgesi, Webb’in görüşünün hemen dışında izlendi. Bu itme (tıkanma olmaksızın yakın geçişin teknik adı), son Webb rotası yörünge manevrasından sonra tam olarak tahmin edildiği gibiydi.
Bir nesnenin zaman içindeki parlaklığının bir grafiği olan Webb örtülme ışık eğrisi, ortaya çıktı gözlemlerin başarılı olduğunu! Yüzükler tam olarak tahmin edildiği gibi yakalandı. Örtülme ışık eğrileri, Chariklo’nun halkaları için ilginç yeni bir bilim sağlayacaktır. Santos-Sanz şöyle açıkladı: “Verileri daha derinlemesine incelerken, iki halkayı temiz bir şekilde çözüp çözemeyeceğimizi keşfedeceğiz. Halkaların örtme ışık eğrilerinin şekillerinden ayrıca halkaların kalınlığını, halka parçacıklarının boyutlarını ve renklerini ve daha fazlasını keşfedeceğiz. Bu küçük gövdenin neden halkalara sahip olduğu konusunda fikir edinmeyi ve belki de yeni daha sönük halkalar tespit etmeyi umuyoruz.”
Webb’in Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) Enstrümanından bir okültasyon ışık eğrisi 1,5 mikron dalga boyu (F150W), 18 Ekim’de Chariklo’nun halkaları yıldızın önünden geçerken yıldızın (Gaia DR3 6873519665992128512) parlaklığında meydana gelen düşüşleri gösterir.Örtülme olayının çiziminde görüldüğü gibi yıldız, Webb’in bakış açısıyla Chariklo’nun arkasından geçmemiş, ancak halkalarının arkasından geçmiştir. Her eğim aslında Chariklo’nun etrafındaki ~4 mil (6-7 kilometre) ve ~2 mil (2-4 kilometre) genişliğindeki ve 5,5 mil (9 kilometre) bir boşlukla ayrılan iki halkanın gölgelerine karşılık gelir. İki ayrı halka, bu ışık eğrisindeki her düşüşte tam olarak çözülmemiştir. Görsel kaynak: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). Bilim: Pablo Santos-Sanz (IAA/CSIC), Nicolás Morales (IAA/CSIC), Bruno Morgado (UFRJ, ON/MCTI, LIneA)
Halkalar muhtemelen küçük su parçacıklarından oluşuyor Karanlık malzemeyle karışmış buz, geçmişte Chariklo ile çarpışan buzlu bir cisimden enkaz. Chariklo, Webb’in bile ana gövdeden ayrılan halkaları doğrudan görüntülemesi için çok küçük ve çok uzaktadır, bu nedenle tıkanmalar, halkaları kendi başlarına karakterize etmek için tek araçtır.
Okültasyondan kısa bir süre sonra Webb, Chariklo’yu tekrar hedef aldı , bu kez Chariklo ve halkalarının yansıttığı güneş ışığı gözlemlerini toplamak için (GTO Programı 1272). Sistemin spektrumu, Chariklo sisteminde meyveli dondurmanın üç absorpsiyon bandını gösterir. Webb’in Chariklo’nun spektroskopik gözlemlerine liderlik eden Noemí Pinilla-Alonso şöyle açıklıyor: “Yer tabanlı teleskoplardan gelen tayflar bu buza işaret etmişti (Duffard ve diğerleri 2014), ancak Webb tayfının olağanüstü kalitesi ortaya çıktı ilk kez kristal buzun net imzası.” Bu ikinci GTO programının baş araştırmacısı Dean Hines şunları ekledi: “Yüksek enerjili parçacıklar buzu kristalden amorf hallere dönüştürdüğü için, kristal buzun saptanması, Chariklo sisteminin bozulmamış malzemeyi açığa çıkaran veya kristalleşmeyi tetikleyen sürekli mikro çarpışmalar yaşadığını gösteriyor.
Webb, örtülmeden kısa bir süre sonra, 31 Ekim’de Chariklo sisteminin Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) ile bir spektrum yakaladı. Bu spektrum, yalnızca geçmiş yer tabanlı gözlemlerle ima edilen kristalli su buzu için net kanıtlar gösteriyor. Görsel kaynak: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). Bilim: Noemí Pinilla-Alonso (FSI/UCF), Ian Wong (STScI), Javier Licandro (IAC)
Tayfta yansıyan ışığın çoğu Chariklo’nun kendisinden geliyor: Modeller, gözlemlenen halkayı öne sürüyor Bu gözlemler sırasında Webb’den görüldüğü şekliyle alan, muhtemelen vücudun kendisinin alanının beşte biridir. Ayrıntılı modellerle birleşen Webb’in yüksek hassasiyeti, Chariklo’nunkinden farklı olarak yüzük malzemesinin imzasını ortaya çıkarmamıza izin verebilir. Pinilla-Alonso, “Halkaların görüş açısı değiştikçe Chariklo’yu Webb ile birkaç yıl boyunca gözlemleyerek, halkaların katkısını izole edebiliriz” yorumunu yaptı.
Başarılı Webb örtülme ışık eğrimiz ve Chariklo’nun spektroskopik gözlemleri, önümüzdeki yıllarda uzak güneş sistemindeki küçük nesneleri karakterize etmenin yeni bir yolunun kapısını aralıyor. Webb’in yüksek hassasiyeti ve kızılötesi yeteneği ile bilim adamları, örtülmelerin sunduğu benzersiz bilim getirisini kullanabilir ve bu ölçümleri neredeyse çağdaş spektrumlarla geliştirebilir. Bu tür araçlar, güneş sistemimizde uzaktaki küçük cisimleri inceleyen bilim adamları için muazzam bir değer olacaktır.
Yazarlar hakkında:
- Heidi B. Hammel, Webb’in 1. Döngüsüne liderlik eden bir Webb disiplinler arası bilim insanıdır. Burada vurgulanan Program 1271 dahil güneş sisteminin Garantili Zamanlı Gözlemleri (GTO). Washington, D.C.’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği’nde (AURA) bilimden sorumlu başkan yardımcısıdır.
- Dean Hines, Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde (STScI) bir gözlemevinde bilim insanıdır ve kısmen Webb’in Orta Kızılötesi Enstrüman Ekibinden. Webb’in Garantili Zamanlı Gözlemler Programı 1272 “JWST ile Kuiper Kuşağı Bilimi”nin baş araştırmacısıdır.
- Noemí Pinilla-Alonso, Central Florida Üniversitesi Florida Uzay Enstitüsü’nde gezegen bilimi alanında yardımcı bilim insanıdır ve yardımcısı Arecibo Gözlemevi’nin baş bilim adamı. Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı tarafından elde edilen Chariklo sisteminin spektrumunun bilimsel analizine liderlik ediyor.
- Pablo Santos-Sanz, Instituto de Astrofísica de Andalucía’da (CSIC) gezegen bilimcisi ve Sierra Nevada Gözlemevi’nin yöneticisidir. Granada, İspanya’da.