Οι αστρονόμοι δημιούργησαν έναν τρισδιάστατο χάρτη ενός εξωπλανήτη που δεν μπορούμε να δούμε

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) βοήθησε τους αστρονόμους να βρουν και να δημιουργήσουν ένα 2D μοντέλο ενός εξωπλανήτη το 2023. Πιο πρόσφατα, το 2025, ο ίδιος εξωπλανήτης απέκτησε μια επαναστατική επεξεργασία 3D χαρτογράφησης, βοηθώντας τους επιστήμονες να το κατανοήσουν όσο ποτέ άλλοτε. Είναι μια νέα τεχνική που υπόσχεται να ανοίξει ένα συναρπαστικό μέλλον για τη διαστημική έρευνα.

Οι εξωπλανήτες είναι πλανήτες που υπάρχουν έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Το συγκεκριμένο ονομάζεται WASP-18b και απέχει 400 έτη φωτός από τη Γη. Αν και οι εξωπλανήτες μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να φανούν, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb έχει βοηθήσει σε τέτοιες ανακαλύψεις. Το WASP-18b συγκεκριμένα είναι ένας γίγαντας αερίου με τροχιά 23 ωρών και η θερμοκρασία του 5.000 βαθμούς Φαρενάιτ τον βοήθησε να γίνει ορατός από το JWST.

Η δημιουργία ενός τρισδιάστατου χάρτη του WASP-18b ήταν μια προκλητική προσπάθεια που συγκέντρωσε μια ομάδα 36 ερευνητών από ιδρύματα όπως το Πανεπιστήμιο Cornell, το State University της Αριζόνα, η Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών, το Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ και άλλα. Η δουλειά τους δημοσιεύτηκε στο Αστρονομία της Φύσης περιοδικό στα τέλη του 2025 με τίτλο “Οριζόντια και κατακόρυφη θερμική δομή εξωπλανητών από έναν φασματοσκοπικό χάρτη έκλειψης JWST.” Η διαδικασία και τα ευρήματά τους μπορούν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τι υπάρχει έξω από το δικό μας ηλιακό σύστημα.

Η δύναμη του JWST ήταν ουσιαστική σε αυτή την προσπάθεια — αυτός ο απόλυτος οδηγός για την τεχνολογία πίσω από αυτό και τις δυνατότητές του δίνει μια πολύ καλή ιδέα για το γιατί. Για να μετατρέψουν τα ακατέργαστα δεδομένα του JWST σε έναν τρισδιάστατο χάρτη αυτού του μακρινού πλανήτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο διαφορετικές τεχνικές ανάλυσης που εξετάζουν πώς άλλαξε το φως του WASP-18b καθώς περνούσε πίσω από το αστέρι του. Μια μέθοδος, που ονομάζεται Eigenspectra, ανέλυσε κάθε κομμάτι χρώματος ξεχωριστά, παρέχοντας μεγαλύτερη ευελιξία και επιτρέποντάς του να ταιριάζει πολύ καλύτερα με τα παρατηρούμενα σήματα JWST. Η δεύτερη μέθοδος, το TheRESA, προσπαθεί να χωρέσει τα πάντα ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας ένα πλήρες τρισδιάστατο μοντέλο του πλανήτη, κάτι που την καθιστά πιο ρεαλιστική αλλά και πιο δύσκολη στη λεπτομέρεια, επομένως δεν αποτύπωσε ορισμένες από τις λεπτομέρειες που φαίνονται στα δεδομένα.

Για να ξεπεραστεί αυτό, τα Eigenspectra ήταν το επίκεντρο της ερευνητικής ομάδας με το TheRESA να χρησιμοποιείται κυρίως για επιβεβαίωση. Παρακολουθώντας πώς το υπέρυθρο φως του πλανήτη εξαφανίστηκε καθώς γλιστρούσε πίσω από το αστέρι του, ανακατασκεύασαν μια τρισδιάστατη εικόνα της ατμόσφαιράς του. Οι ερευνητές ομαδοποίησαν περιοχές του πλανήτη με βάση παρόμοια μετρημένα χαρακτηριστικά. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν καθιερωμένα εργαλεία ατμοσφαιρικής μοντελοποίησης για να καταλάβουν πώς αλλάζει η θερμοκρασία με το ύψος και ποιες χημικές ουσίες υπάρχουν σε διάφορα μέρη του πλανήτη.

Το τελικό αποτέλεσμα ήταν ένα πολυεπίπεδο ατμοσφαιρικό προφίλ ανά περιοχή, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ανακατασκευάσουν μια τρισδιάστατη άποψη της ατμόσφαιρας ενός εξωπλανήτη. Ο χάρτης αποκάλυψε δύο διακριτές περιοχές, με μια πιο καυτή στραμμένη προς το αστέρι που περιφερόταν και έναν πιο ψυχρό δακτύλιο γύρω από την άκρη του πλανήτη.

Οι ερευνητές αναφέρονται σε αυτή την τεχνική ως τρισδιάστατη χαρτογράφηση έκλειψης ή ως φασματοσκοπική χαρτογράφηση έκλειψης. Συνδυάζοντας το JWST και αυτή την τεχνική, οι ερευνητές ελπίζουν ότι περισσότεροι εξωπλανήτες μπορούν να φανούν πιο καθαρά, καθώς οι ανακαλύψεις του James Webb συνεχίζουν να αμφισβητούν όσα γνωρίζουμε για το σύμπαν.

Καθώς αυτή η τεχνική θα μπορούσε να ανοίξει την κατανόηση ολοένα και περισσότερων εξωπλανητών, η ερευνητική ομάδα βλέπει αυτό ως μια ευκαιρία να κατανοήσει αυτούς τους πλανήτες στο σύνολό τους και πώς ποικίλλουν μεμονωμένα. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν περίπου 6.000 γνωστοί εξωπλανήτες, επομένως είναι πολύ συναρπαστικό να σκεφτόμαστε τη δυνατότητα χρήσης τρισδιάστατης χαρτογράφησης έκλειψης σε καθέναν από αυτούς για να δημιουργήσουμε μια πιο εμπεριστατωμένη εικόνα.

Κοιτάζοντας το μέλλον, η ομάδα ήδη βλέπει κάποιες βελτιώσεις που μπορούν να γίνουν στην τεχνική. Με περαιτέρω παρατηρήσεις του WASP-18b χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, τα δεδομένα μπορούν να βελτιωθούν περαιτέρω και να επεκταθούν για να δημιουργηθεί ένας ακόμη καλύτερος τρισδιάστατος χάρτης. Καθώς το JWST καθιστά δυνατή τη νέα έρευνα, μπορούμε να περιμένουμε με ανυπομονησία και να δούμε τι αποκαλύπτει η μελλοντική τρισδιάστατη χαρτογράφηση για το σύμπαν μας.