WASP-39b, газовый гигант, расположенный примерно в 700 световых годах от нас, оказался настоящим экзопланетным сокровищем.
Ранее в этом году WASP-39b был впервые обнаружен углекислого газа в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы.
Теперь глубокий анализ данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) дал нам абсолютную золотую жилу информации: самые детальный взгляд на атмосферу экзопланеты.
Результаты включают информацию об облаках WASP-39b, первое в истории прямое обнаружение фотохимии в атмосфере экзопланеты и почти полную инвентаризацию химического состава атмосферы, которая показывает дразнящие намеки на историю формирования экзопланеты.
Эти грандиозные открытия были опубликованы в пяти статьях в журнале Nature и прокладывают путь к возможному обнаружению химических признаков жизни за пределами планеты. Солнечная система.
«Эти ранние наблюдения являются предвестниками более удивительных научных открытий. JWST, — говорит астрофизик Лаура Крейдберг, директор Института астрономии Макса Планка в Германии.
— Мы протестировали телескоп, чтобы проверить его работу, и он оказался почти безупречным — даже лучше, чем мы надеялись. .»
С тех пор, как в начале 1990-х годов были обнаружены первые экзопланеты, мы стремились узнать больше об этих мирах, вращающихся вокруг инопланетных звезд.
Но трудности были непростыми. Экзопланеты могут быть очень маленькими и очень далекими. Большинство из них мы даже никогда не видели: мы знаем об их существовании только на основании того эффекта, который они оказывают на свои звезды-хозяева.
Один из таких эффектов возникает, когда экзопланета проходит между нами и звездой. событие, известное как транзит. Это приводит к тому, что звездный свет немного тускнеет; периодические явления затемнения предполагают присутствие тела на орбите. Мы даже можем сказать, насколько велико это вращающееся вокруг тело, основываясь на затемнении и гравитационном воздействии на звезду.
И есть еще кое-что, что мы можем сказать, основываясь на данных о транзите. Когда звездный свет проходит через атмосферу транзитной экзопланеты, он меняется. Некоторые длины волн в спектре тусклее или ярче, в зависимости от того, как молекулы в атмосфере поглощают и переизлучают свет.
Сигнал слабый, но с достаточно мощным телескопом и набором транзитов, изменение характеристик поглощения и излучения в спектре можно расшифровать, чтобы определить состав атмосферы экзопланеты.
JWST — самый мощный из когда-либо запущенных космических телескопов. С помощью трех из четырех своих инструментов он получил подробные инфракрасные спектры звезды WASP-39. Затем ученые приступили к анализу цветных кодов.
Первым делом была проведена перепись молекул, присутствующих в атмосфере WASP-39b. В дополнение к вышеупомянутому углекислому газу исследователи обнаружили водяной пар, натрий и окись углерода. Не было обнаружено метана, что означает, что металличность WASP-39b выше, чем у Земли.
Обилие этих элементов также показательно. В частности, соотношение углерода и кислорода предполагает, что экзопланета образовалась намного дальше от своей звезды-хозяина, чем ее нынешнее близкое положение, занимая четырехдневную орбиту. А данные моделирования и наблюдений предполагают, что небо экзопланеты населено разорванными облаками — не из воды, а из силикатов и сульфитов.
Наконец, наблюдения выявили присутствие соединения, называемого диоксидом серы. Здесь, в Солнечной системе, на каменистых мирах, таких как Венера и спутник Юпитера Ио, двуокись серы является результатом вулканической активности. Но на газовых мирах у диоксида серы другая история происхождения: он образуется, когда сероводород распадается под действием света на составные части, а образующаяся сера окисляется.
Химические реакции, вызванные фотонами, известны как фотохимии, и они имеют значение для обитаемости, стабильности атмосферы и образования аэрозолей.
Чтобы было ясно, WASP-39b вряд ли будет пригоден для жизни, какой мы ее знаем, для целый ряд причин, включая, помимо прочего, палящую температуру и газовый состав, но обнаружение фотохимии имеет значение для изучения атмосферы других миров и понимания эволюции самой WASP-39b.
Планетарные ученые годами готовились к пониманию атмосфер, которые, как ожидалось, должен был предоставить JWST. С первым подробным анализом атмосферы экзопланеты кажется, что космический телескоп оправдает свои обещания.
Кроме того, группы, участвующие в этом исследовании, готовят документацию, чтобы другие ученые могли применить свои методы к будущие наблюдения экзопланет JWST.
Мы можем не обнаружить признаки жизни в атмосфере экзопланеты с JWST — возможно, потребуется еще более мощный телескоп, чтобы обеспечить такой уровень мельчайших деталей — но с анализом WASP -39b, это открытие становится все более заманчиво доступным.
«Подобные данные, — говорит астроном Натали Баталья из Калифорнийского университета в Санта-Круз, — меняют правила игры».
Исследование будет опубликовано в Nature, и его можно будет прочитать в виде препринтов здесь, здесь, здесь, здесь и здесь.
Подключение пятого поколения или «5G» для сотовых технологий стало стандартом для сетей всего около пяти…
Каждую секунду через вас проходит около триллиона крошечных частиц, называемых нейтрино. Созданные во время Большого…
На ночной стороне экзопланеты Астролабос всегда темно и бурно.Там, в постоянной тени, обращенной в сторону…
Вы видели Солнце, но никогда не видели его таким. Этот единственный кадр из видео, снятого…
Аналог черной дыры может рассказать нам кое-что о неуловимом излучении, теоретически испускаемом реальной вещью.Использование цепочки…
Охота на неуловимую Девятую планету продолжается, и новое исследование утверждает, что располагает «самыми убедительными статистическими…