Астрономия

JWT раскрывает подробности о палящей атмосфере экзопланеты


Телескоп "Джеймс Уэбб" недавно повернул свои зеркала и инструменты в сторону экзопланеты, не имеющей аналогов в Солнечной системе. Цель заключалась в анализе состава ее атмосферы. В результате исследователи уловили отчетливую подпись воды, а также признаки облаков и дымки. Это наблюдение является самым подробным на сегодняшний день, демонстрируя беспрецедентную способность обсерватории анализировать чужие атмосферы, находящиеся на расстоянии сотен световых лет.

Наконец-то начнутся первые научные кампании телескопа Джеймса Уэбба. Астрономы будут использовать обсерваторию для исследования глубин Вселенной, но не только это. Группы исследователей планируют использовать возможности JWT для анализа состава атмосферы нескольких экзопланет. Для вывода этих составов обсерватория будет использовать метод, называемый трансмиссионной спектроскопией. Вот как это работает.

Атмосфера как фильтр

Планета, проходящая между JWT и ее звездой, будет частично блокировать часть ее света. Если у планеты есть атмосфера, то все газы в ней поглотят часть этого света, прежде чем он достигнет первичного зеркала телескопа. Мы также знаем, что каждая молекула поглощает волны разной длины. Анализируя эти длины волн, исследователи смогут сделать вывод о том, какие газы присутствуют в атмосфере.

Телескоп "Хаббл" также способен проводить такой анализ. Однако его чувствительность позволяет обнаружить эти молекулы только в атмосферах гигантских газовых планет. JWT сможет анализировать атмосферы экзопланет, похожих на Землю.

Кроме того, обсерватория работает в основном в инфракрасном диапазоне. Многие химические молекулы, такие как вода, метан, углекислый газ или аммиак, лучше видны в инфракрасном диапазоне. Другими словами, JWT сможет различить больше газов, чем "Хаббл", который работает в основном в видимом свете.

Первоначальный анализ

В ожидании начала своей научной программы JWT недавно изучил экзопланету WASP-96 b, расположенную на расстоянии около 1 150 световых лет от нас. Имея массу менее половины массы Юпитера и диаметр в 1,2 раза больше, WASP-96 b гораздо более "раздута", чем любая планета в нашей системе.

WASP-96 b также вращается по орбите очень близко к своей звезде-компаньону, на расстоянии всего в одну девятую расстояния между Меркурием и Солнцем, совершая один оборот менее чем за четыре дня. В результате на поверхности она имеет температуру более 500 °C.

"Сочетание большого размера, короткого орбитального периода, "пухлой" атмосферы и отсутствия загрязняющего света от близлежащих объектов сделало эту экзопланету идеальной целью для атмосферных наблюдений", — говорится в сообщении НАСА.

Эта работа была проведена 21 июня. Для этого инженеры направили на экзопланету спектрограф ближнего инфракрасного диапазона JWT (NIRISS). Затем они проанализировали отфильтрованный свет от звезды в течение 6,4 часа, пока планета двигалась мимо. Эти данные позволили выделить спектр пропускания, показывающий изменение яркости отдельных длин волн инфракрасного света в диапазоне от 0,6 до 2,8 микрон.

Более конкретно, этот спектр пропускания выявил однозначную сигнатуру воды. Исследователи указывают на наличие дымки и облаков. Предыдущие анализы показали, что в атмосфере этой экзопланеты нет воды.

Спектр WASP-96 b - это самый подробный спектр атмосферы экзопланеты, полученный на сегодняшний день. Исследователи смогут использовать все эти данные, чтобы сделать выводы об общем составе планеты, а также о том, где, когда и как она сформировалась.

Эта работа, очевидно, только начало и дает нам представление о том, на что JWT будет способен в течение следующих нескольких лет. Особый интерес будет представлять анализ небольших каменистых планет, похожих на Землю.

Подписывайтесь на нас
Back to top button