АстрономияНовостиПланетология

Аппарат "Джеймс Уэбб" впервые обнаружил следы углекислого газа на экзопланете

Космический аппарат Джеймс Уэбб, начавший свою научную кампанию около двух месяцев назад, уже продемонстрировал, на что он способен. Сегодня, 25 августа, НАСА и ЕКА объявили о том, что космическому телескопу впервые удалось обнаружить окончательные доказательства наличия углекислого газа в атмосфере экзопланеты. Это газовый гигант, вращающийся вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии 700 световых лет от нас.

Экзопланета, о которой идет речь, называется WASP-39b и была обнаружена только в 2011 году благодаря снижению яркости ее звезды - явлению, которое происходит, когда экзопланета проходит между источником света и нами, наблюдателями. Эта техника, называемая "транзитным методом", является одной из наиболее широко используемых для открытия новых экзопланет, и она также была использована аппаратом "Джеймс Уэбб". Улавливая свет от звезды, телескоп охарактеризовал различные длины волн света, проходящие через атмосферу WASP-39b, косвенно определив ее состав.

В этом случае метод анализа называется спектроскопией пропускания. Для этого обнаружения был использован спектрограф NIRSpec на борту космического аппарата Джеймса Уэбба, предоставленный Европейским космическим агентством. В наблюдаемом спектре пик между 4,1 мкм и 4,6 мкм соответствует присутствию углекислого газа. Это первое свидетельство присутствия этой молекулы на планете за пределами Солнечной системы.

Спектр углекислого газа

"Как только данные появились на моем экране, мое внимание привлекла огромная фигура углекислого газа. Это был особенный момент, когда мы переступили важный порог в науке об экзопланетах". Так прокомментировал Зафар Рустамкулов, аспирант Университета Джона Хопкинса в США и член команды по изучению транзитных экзопланет.

На графике каждая белая точка представляет собой одну обнаруженную длину волны. Вертикальные серые полосы, проходящие через центр каждой белой точки, являются полосами неопределенности. Пик в центре представляет собой углекислый газ, который способен поглощать больше света от звезды, чем другие молекулы. Синяя линия представляет собой аналитическую модель исследователей, построенную на основе известных характеристик экзопланеты. Представленная здесь модель предполагает, что планета состоит в основном из водорода и гелия с небольшим количеством воды и углекислого газа, а также наличие тонкой облачной завесы.

Наблюдения проводились с использованием режима временной серии ярких объектов NIRSpec PRISM, который предполагает использование призмы для рассеивания света от одного яркого объекта (например, звезды WASP-39) и измерение яркости каждой длины волны через заданные промежутки времени. Данные были собраны 10 июля 2022 года.

Спектр пропускания экзопланеты WASP-39b, обнаруженный аппаратом Джеймс Уэбб.

Экзопланета WASP-39b

WASP-39b - необычная экзопланета. Ее диаметр примерно в 1,3 раза больше диаметра Юпитера, а масса составляет лишь четверть массы Сатурна. Поэтому ее плотность ниже, чем у газового гиганта в нашей Солнечной системе. В основном это связано с ее температурой, которая составляет около 900 C°. Это также объясняется ее близостью к своей звезде, равной одной восьмой расстояния Меркурия от Солнца. WASP-39b требуется четыре дня, чтобы совершить один оборот вокруг своей звезды.

Благодаря своим физическим характеристикам (особенно "раздутой" атмосфере) и частым транзитам, экзопланета сразу же стала идеальным объектом для изучения с помощью транзитного метода. Обнаружение углекислого газа в атмосфере этой экзопланеты сразу же подало большие надежды как на будущие исследования с помощью аппарата "Джеймс Уэбб", так и на планетарную науку. Понимание состава экзопланеты позволяет более детально понять ее историю, эволюцию и взаимодействие со своей звездой.

"Молекулы двуокиси углерода являются чувствительными трассерами истории формирования планет", — говорит член команды Майк Лайн из Университета штата Аризона, США. "Измерив эту особенность углекислого газа, мы сможем определить, сколько твердого и сколько газообразного материала было использовано для формирования этой планеты-гиганта. В течение следующего десятилетия "Уэбб" проведет эти измерения для ряда планет, что позволит понять детали формирования планет и уникальность нашей Солнечной системы".

Подпишитесь на нас: Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button