Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба предоставил самый подробный обзор атмосферы экзопланеты. Анализируя данные четырех инструментов, команда астрономов смогла составить полный молекулярный и химический профиль планеты, включая признаки активной химии.
Одной из основных целей телескопа Уэбба является более подробный анализ атмосфер экзопланет, чем когда-либо прежде, в надежде потенциально обнаружить миры, которые могли бы поддерживать жизнь или поддерживают ее. В первом выпуске данных телескопа еще в июле он обнаружил следы водяного пара в атмосфере планеты WASP-96 b, а затем углекислого газа на WASP-39 b.
Теперь Джеймс Уэбб изучил последнюю планету гораздо более подробно, нарисовав полную картину всего состава ее атмосферы. Было обнаружено, что WASP-39 b содержит диоксид серы, диоксид углерода, монооксид углерода, водяной пар, натрий и калий. При этом метан и сероводород не обнаружены. Это не только первое обнаружение диоксида серы в атмосфере экзопланеты, но и первый прямой признак активной химии на экзопланете, поскольку эта молекула формируется в результате химических реакций, запускаемых светом звезды-хозяина.
Диаграммы, изображающие данные, собранные четырьмя приборами Джеймса Уэбба, анализирующие состав атмосферы WASP-39 b. Фото: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI).
«Мы предсказывали, что [телескоп] покажет нам, но это было точнее, разнообразнее и красивее, чем я на самом деле предполагала», — сказала Ханна Уэйкфорд, автор исследования.
Джеймс Уэбб обнаруживает эти молекулы, изучая спектр планеты, когда она проходит перед своей звездой. Различные химические вещества поглощают свет с разной длиной волны в разной степени, поэтому, анализируя свет звезд, когда он проходит через атмосферу планеты, астрономы могут определить, какие молекулы присутствуют, основываясь на том, какие цвета заблокированы. Джеймс Уэбб фокусируется на инфракрасном свете, что позволяет ему уловить детали, которые другие телескопы упустили бы.
Химические отпечатки и специфические соотношения различных молекул могут многое рассказать ученым о том, как сформировалась планета. Например, WASP-39 b, кажется, родилась далеко от того места, где она находится сегодня, и по пути поглотила несколько родственных миров.
«Обилие серы [относительно] водорода указывает на то, что планета, предположительно, испытала значительную аккрецию планетезималей, которые могут доставлять [эти ингредиенты] в атмосферу», — сказал Казумаса Оно, автор исследования. «Данные также показывают, что кислорода в атмосфере намного больше, чем углерода. Это потенциально указывает на то, что WASP-39 b изначально сформировалась далеко от центральной звезды».
Конечная цель атмосферного анализа Джеймса Уэбба — найти прямые признаки жизни. Этого не должно было случиться с WASP-39 b, поскольку это газовый гигант, подобный Юпитеру, но на каменистых планетах, подобных тем, что находятся в системе TRAPPIST-1, следы таких молекул, как метан, могут быть признаком инопланетной жизни.
Исследование было изложено в пяти статьях, которые находятся на разных стадиях публикации в Nature [1],[2],[3],[4],[5].
Источник: NASA.
