Аппарат Джеймс Уэбб обнаружил метан и углекислый газ в атмосфере экзопланеты
Экзопланета Хайса — гипотетический тип пригодной для жизни планеты с глобальным океаном и богатой водородом атмосферой, на которой потенциально может существовать жизнь. Существование экзопланет этого типа было предположено в августе 2021 года некоторыми исследователями, и среди возможных кандидатов в эту категорию — K2-18 b.
K2-18 b в 8,6 раза массивнее Земли, вращается в обитаемой зоне вокруг холодного карлика K2-18 и находится на расстоянии 120 световых лет от нас в созвездии Лев. Она относится к категории субнептуновых экзопланет, ее масса находится между массой Земли и Нептуна, а атмосфера еще не изучена.
Новое исследование, проведенное международной группой астрономов с помощью космического аппарата Джеймс Уэбб, показало наличие в атмосфере K2-18b углеродсодержащих молекул, включая метан и углекислый газ. Это открытие дополняет результаты недавних исследований, предполагающих, что K2-18 b может быть экзопланетой Хайса. Интригующая гипотеза, поскольку некоторые ученые считают, что такие миры являются перспективной средой для поиска жизни за пределами нашей Солнечной системы.
Метан + углекислый газ = жизнь? Нет!
Чтобы охарактеризовать атмосферу K2-18 b с помощью аппарата Джеймса Уэбба, команда проанализировала свет звезды, проходящий через атмосферу экзопланеты во время ее транзита. Прохождение света звезды через атмосферу экзопланеты оставляет следы, которые астрономы могут собрать для определения газов, присутствующих в атмосфере экзопланеты.
Обилие метана и углекислого газа и недостаток аммиака подтверждают гипотезу о том, что на K2-18 b под богатой водородом атмосферой может существовать океан.
Первые наблюдения "Уэбба" позволили также обнаружить молекулу диметилсульфида (ДМС). На Земле эта молекула образуется только при наличии жизни. На самом деле, большая часть ДМС в атмосфере Земли выделяется фитопланктоном в морской среде. Однако подтверждение наличия ДМС будет получено в ходе будущих исследований K2-18 b.
Такой результат стал возможен только благодаря расширенному диапазону длин волн и беспрецедентной чувствительности "Уэбба" и его приборов. Эти характеристики позволили детально изучить спектры, проанализировав всего два транзита, что "Хаббл" смог сделать только за восемь транзитов в течение нескольких лет наблюдений. Причем в относительно узком диапазоне длин волн.
Что мы знаем на сегодняшний день и что еще предстоит открыть
Хотя K2-18 b находится в обитаемой зоне и, как теперь известно, содержит углеродсодержащие молекулы, это не означает, что на планете может существовать жизнь. Большие размеры планеты, радиус которой в 2,6 раза превышает радиус Земли, означают, что в ее недрах, вероятно, будет находиться большая мантия из льда высокого давления, как у Нептуна. Но у нее будет более тонкая, богатая водородом атмосфера и богатая водой поверхность океана. Однако не исключено, что океан слишком горяч, чтобы быть пригодным для жизни, или даже жидким.
Теперь команда планирует провести последующие исследования с помощью спектрографа MIRI (Mid InfraRed Instrument), который, как они надеются, подтвердит их выводы и даст новую информацию об условиях окружающей среды на K2-18 b. а также о характеристиках других подобных субнептунов.