Не похожая ни на что: новая экзопланета удивила ученых

Космический Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил экзопланету, не похожую ни на одну другую в нашей Солнечной системе. Наблюдения за WASP-39b показывают следы атомов и молекул, а также признаки активной химии и облаков.


Космический телескоп Джеймса Уэбба — самый мощный из когда-либо построенных космических телескопов и первая в мире обсерватория космических наук. Его предназначение: разгадывать тайны Солнечной системы, заглядывать за пределы далеких миров вокруг других звезд и исследовать загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной.

WASP-39 b — планета, не похожая ни на одну другую — гигант размером с Сатурн, который вращается вокруг своей звезды ближе, чем Меркурий к нашему Солнцу. Когда космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба впервые начал работать, эта планета была исследована одной из первых.

Научное сообщество оказалось буквально шокировано результатами исследования. Невероятно чувствительные инструменты Уэбба определили состав атмосферы WASP-39 b и нашли множество компонентов, включая воду, диоксид серы, окись углерода, натрий и калий.

В то время как другие космические телескопы, в том числе Хаббл, ранее обнаруживали только отдельные ингредиенты атмосферы этой бурлящей планеты, новые показания Уэбба предоставляют полное меню атомов, молекул и даже признаков активной химии и облаков.


— Натали Баталья, астроном из Калифорнийского университета в Санта-Крус.

Набор открытий подробно описан в пяти новых научных статьях, три из которых ужу опубликованы, а две находятся на рассмотрении. Среди беспрецедентных открытий — первое обнаружение в атмосфере экзопланеты двуокиси серы (SO 2 ), молекулы, образующейся в результате химических реакций, вызванных высокоэнергетическим светом родительской звезды планеты. На Земле аналогичным образом появился защитный озоновый слой в верхних слоях атмосферы.


— Шан-Мин Цай, исследователь из Оксфордского университета.

Чтобы запечатлеть этот широкий спектр атмосферы WASP-39 b, международная группа, насчитывающая сотни человек, независимо проанализировала данные четырех точно откалиброванных режимов инструментов телескопа Уэбба.
Исследование привело к еще одному открытию: ученые применили компьютерные модели фотохимии к данным, которые требуют полного объяснения явления. Результаты моделирования помогут создать технологические ноу-хау для интерпретации потенциальных признаков обитаемости в будущем.

Близость планеты к своей родительской звезде — в восемь раз ближе, чем Меркурий к нашему Солнцу — также делает ее лабораторией для изучения воздействия излучения родительских звезд на экзопланеты. Лучшее знание связи между звездой и планетой должно привести к более глубокому пониманию того, как эти процессы влияют на разнообразие планет, наблюдаемых в галактике.

Чтобы увидеть свет от WASP-39 b, Уэбб проследил за планетой, когда она проходила перед своей звездой, позволяя части света звезды фильтроваться через атмосферу планеты. Различные типы химических веществ в атмосфере поглощают разные цвета спектра звездного света, поэтому недостающие цвета говорят астрономам, какие молекулы присутствуют. Рассматривая Вселенную в инфракрасном свете, Уэбб может детектировать химические следы, которые невозможно обнаружить в видимом свете.

Другие компоненты атмосферы, обнаруженные телескопом Уэбба, включают натрий (Na), калий (K) и водяной пар (H 2 O), что подтверждает предыдущие наблюдения с помощью космического и наземного телескопов, а также обнаружение дополнительных отпечатков воды в эти более длительные периоды времени. длины волн, которых раньше не было.

Уэбб также обнаружил углекислый газ (CO 2 ). При этом была детектирована окись углерода (CO), но в данных Webb отсутствовали очевидные признаки как метана (CH 4 ), так и сероводорода (H 2 S). Если они и присутствуют, то встречаются в очень малых количествах.


— Ханна Уэйкфорд, астрофизик из Бристольского университета.