JWST обнаружил интересные соединения на экзопланете – Kosmonautix.cz

Телескоп Уэбб покорил сердца публики прекрасными снимками космоса. Фотографии также имеют большое значение для ученых, но, возможно, еще большее значение имеют спектральные измерения, благодаря которым мы узнаем химический состав далеких миров. Сегодняшняя тема как раз о таком случае, который на первый взгляд выглядит просто как график. Но, как мы покажем, содержание этого графика очень интересно. В рамках этого наблюдения телескоп Джеймса Уэбба обратил свой взор на экзопланету K2-18 b, которая в 8,6 раз массивнее Земли. Его спектральные измерения подтвердили наличие углеродосодержащих молекул – например, углекислого газа и метана. Нынешнее открытие подтверждает недавние исследования, которые предполагают, что K2-18 может иметь богатую водородом атмосферу и поверхность, покрытую водным океаном, называемым Хайсеем.

Первый взгляд на атмосферу этой экзопланеты, которая вращается вокруг своей звезды в так называемой обитаемой зоне, был получен с помощью телескопа Хаббл, что побудило к дальнейшим исследованиям, которые постепенно изменили наше понимание этой системы. Экзопланета K2-18 b вращается вокруг холодного карлика K2-18 в созвездии Льва, в 120 световых годах от Земли. Экзопланеты, подобные K2-18 b, которые по размеру находятся где-то между Землей и Нептуном, не похожи ни на что, что мы знаем о Солнечной системе. Отсутствие подобных близлежащих планет означает, что об этих «субнептунах» мало что известно, а природа их атмосфер является предметом активных дискуссий среди астрономов.

Идея о том, что «субнептун» K2-18 b может быть экзопланетой хайсовского типа, заманчива, поскольку некоторые астрономы полагают, что эти миры могут стать многообещающей средой для поиска доказательств жизни на экзопланетах. “Наши результаты подчеркивают важность рассмотрения различных обитаемых сред в поисках жизни.», — объясняет Никку Мадхусудхан, астроном из Кембриджского университета и ведущий автор научной статьи, сообщающей об открытии, добавляя: «Поиски жизни на экзопланетах традиционно сосредоточены на небольших скалистых планетах, но более крупные миры типа Хайса гораздо лучше подходят для наблюдения за атмосферой.«

Обилие метана и углекислого газа, а также отсутствие аммиака подтверждают теорию о том, что экзопланета K2-18b может содержать водный океан под богатой водородом атмосферой. Эти первоначальные наблюдения с телескопа Уэбб привели к еще одному очень интересному наблюдению. Следы соединения, как утверждается, были обнаружены при спектральном анализе. диметилсульфид (ДМС). Эта молекула очень интересна тем, что на Земле ее производят только живые организмы. Большая часть DMS на Земле была создана обитающим в океане фитопланктоном. На одном дыхании необходимо добавить, что спектральный след ДМС в измерении менее выражен и требует дальнейшего подтверждения. “Предстоящие наблюдения телескопа Уэбб должны подтвердить, действительно ли DMS присутствует в значительных количествах в атмосфере K2-18 b.», — добавляет Мадхусудхан.

Хотя К2-18 b находится в обитаемой зоне и его атмосфера содержит молекулы углерода, это не обязательно означает, что этот мир может быть пригоден для жизни. Большой размер этой планеты (в 2,6 раза больше радиуса Земли) означает, что внутренняя часть планеты, вероятно, представляет собой большую мантию из льда высокого давления, как мы знаем по Нептуну, но с более тонкой, богатой водородом атмосферой и водной поверхностью. . Однако мы пока не можем исключать возможность того, что этот океан слишком горячий, чтобы вместить жизнь. Также существует реальная вероятность того, что здешние условия не допускают даже существования жидкой воды.

„Хотя планет этого типа не существует в Солнечной системе, субнептуны являются наиболее распространенным типом экзопланет, известных в нашей галактике.“, – объясняет член научной группы Субхаджит Саркар из Кардиффского университета, добавляя: “Мы получили самый подробный на сегодняшний день спектр субнептуна в обитаемой зоне, что позволяет нам определить, какие молекулы существуют там в атмосфере.Характеристики атмосфер экзопланет типа К2-18 b, т.е. идентификация химического состава тамошних газов и их физических свойств, являются очень активной областью астрономии. Но эти планеты буквально тонут в сиянии своих родительских звезд, что значительно усложняет наблюдение за атмосферами этих экзопланет.

Поэтому исследователи избежали этой технологической проблемы, проанализировав свет родительской звезды в то время, когда экзопланета K2-18 b проходила через диск своей звезды с нашей точки зрения. Во время этого транзита экзопланета слегка затмевает свою звезду, уменьшая ее яркость. В конце концов, именно так эта экзопланета была открыта в 2015 году с помощью телескопа «Кеплер» в рамках миссии расширения К2. Но это также означает, что во время транзита часть света звезды проходит через атмосферу планеты, прежде чем попасть в детекторы телескопа. Именно прохождение света через атмосферу экзопланеты оставляет на ней спектральные следы — некоторые длины волн поглощаются молекулами в атмосфере, и их отсутствие в измерениях, таким образом, позволит астрономам определить, какие газы находятся в атмосфере.

„Эти результаты стали возможны только благодаря расширенному диапазону длин волн и непревзойденной чувствительности телескопа Уэбба, который позволил четко обнаружить спектральные следы всего за два прохода.», – утверждает Мадхусудхан, добавляя: «Для сравнения, данные одного транзита, полученные телескопом Уэбба, обеспечили точность, сопоставимую с восемью наблюдениями, сделанными за несколько лет и в относительно узком диапазоне длин волн.Исключительность наблюдения подтверждает и Саввас Константину из Кембриджского университета, который является главой научной группы: “Результаты являются результатом всего двух транзитов K2-18 b, и их будет еще больше. Это означает, что наша работа пока является лишь образцом того, что телескоп Уэбба может наблюдать за экзопланетами в обитаемой зоне.«

Результаты, написанные научной группой, были приняты к публикации в Astrophysical Journal Letters. Эксперты из этой группы теперь хотят провести последующие спектральные измерения с помощью инструмента MIRI, который, как они ожидают, должен дать новое представление об условиях, преобладающих на экзопланете K2-18 b.Наша главная цель — открытие жизни на обитаемой планете, которая изменит наше представление о нашем положении во Вселенной.», – заключает Мадхусудхан, добавляя: «Наши открытия — многообещающий шаг на пути к лучшему пониманию миров хайковского типа.«

Перевод с:
https://www.nasa.gov/

Источники изображений:
https://solarsystem.nasa.gov/…/JWST_Illustration-1280.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01h9r8aek6y7qr03mgn9v9p6zj.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Dimethyl-sulfide-3D-vdW.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01h9rf3tqe6xa9x01kxxj351z6.png
http://www.esa.int/…/JWST_s_Near_InfraRed_Spectrograph_NIRSpec.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/JWST_FGS_ETU_picture.jpg

Связаться с автором: сообщить об ошибках, неточностях, комментариях.