RW Space

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — один из величайших подарков человечества, раскрывающий космическое окружение, как никогда раньше.

Революционная инфракрасная чувствительность телескопа делает его идеально подходящим для исследования самых актуальных космических вопросов.

Помимо изучения самых ранних эпох Вселенной, JWST все чаще используется для изучения инопланетных атмосфер в конечном итоге поиска внеземной жизни, открывая то, что НАСА называет «новым эра в исследованиях экзопланет».

Среди наиболее привлекательных целей является вода, которая, по-видимому, необходима для возникновения жизни (в том виде, в каком мы ее знаем).

Теперь астрономы с помощью JWST смоделировали свойства атмосферы экзопланеты WASP-39b и обнаружили присутствие полутяжелой воды, потенциального маркера обитаемости, в этом инопланетном мире, расположенном почти в 700 световых годах от Земли.

Их исследование проводило поиск изотопологов воды или различных вариантов молекулы H₂O, которые различаются количеством нейтронов.

Полутяжелая вода, или HDO, похожа на обычную молекулу H₂O, за исключением того, что один из двух ее атомов водорода является дейтерием. изотоп, немного утяжеленный добавлением нейтрона. (Другой атом водорода имеет только один протон и один электрон.)

Исследователи хотели определить соотношение дейтерия и водорода (D/H) в воде в атмосфере WASP-39b, чтобы сделать выводы о том, как образовалась планета.

WASP-39b был логичным выбором, поскольку это один из наиболее хорошо изученных инопланетных миров, «эталонная экзопланета», ранее наблюдавшаяся на Земле. инфракрасные волны с помощью четырех основных инструментов JWST.

Это дало астрономам настоящий кладезь информации.

«Это дает нам самый подробный спектр передачи среди всех экзопланет на сегодняшний день», — пишет команда, стоящая за новым исследованием.

«Тем не менее, наше понимание химии ее атмосферы остается неполным. Измерение соотношения D/H воды на этой планете предоставит неоценимые ограничения на ее химическую среду и путь формирования», — говорят они. объясни.

Итак, исследователи сравнили заранее определенные модели атмосферы с реальными данными JWST, приняв во внимание такие факторы, как температура, облачный покров, содержание молекул и непрозрачность атмосферы.

Они обнаружили, что предполагаемое соотношение D/H у WASP-39b «значительно повышено по сравнению с газовыми гигантами Солнечной системы, объектами, которые, как можно ожидать, будут ближайшими к нам». местные аналоги WASP-39b».

Это может быть связано с процессом, называемым утечкой из атмосферы.

Притягиваемая вниз из-за своей немного более высокой молекулярной массы, более тяжелая вода с меньшей вероятностью улетит в космос, чем обычная вода, которая просачивается из меньших, более прилегающих к Солнцу тел, которые слишком гравитационно слабы и облучены, чтобы удержаться на ней.

WASP-39b — это раскаленная, пухлая экзопланета с низкой гравитацией, поэтому логично, что она может потерять свою обычную воду, как никто другой. бизнес.

Смешение атмосферы и химические реакции, вызванные светом, также могли способствовать наблюдаемому соотношению D/H.

Другой вариант состоит в том, что WASP-39b сформировался в более холодных и отдаленных уголках своей экзосолнечной системы, где он унаследовал богатый водой материал за пределами «снежной линии» своего протопланетного диска, а затем мигрировал внутрь, к своей звезде.

«Наблюдения протозвездных льдов из этой области которые показывают степень обогащения дейтерием, соответствующую соотношению D/H, полученному на основе WASP-39 b», — пишут исследователи.

Однако «определение того, может ли этот сценарий дать наблюдаемые значения, требует детального химического моделирования».

Другие индикаторы отношения D/H также могут дать больше информации, но на данный момент полутяжелая вода является лучшим индикатором, который у нас есть.

«HDO, однако, в настоящее время остается наиболее доступным индикатором из-за его отчетливых спектральных особенностей, и в ближайшем будущем его обнаружение может быть даже возможно на скалистых экзопланетах умеренного пояса, где он может служить потенциальным обитаемым объектом. маркер», — заключают исследователи.

Конечно, WASP-39b — это раскаленный, загазованный мир, температура которого приближается к 1000 градусам Цельсия (1832 градуса по Фаренгейту), поэтому он не является образцом для подражания в отношении обитаемости.

Тем не менее, не все миры такие суровые – и жизнь, которую мы знаем, возможно, не единственная возможная жизнь во Вселенной, которая постоянно оказывается более странной, чем вымысел.

Это исследование было опубликовано на сервере препринтов arXiv.

Эта статья была проверена Фионой Макдональд и отредактирована Клэр Уотсон. Хотя мы гордимся своим процессом, мы всего лишь люди. Если вы заметили ошибку, сообщите нам об этом.