Изучая экзопланеты с «бурной» молодостью

Изучая экзопланеты с «бурной» молодостью

№102 (31305) 15 сентября 2022 года
3 полоса
Автор: ИноСМИ.ру

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (орбитальная инфракрасная лаборатория), который уже успел прославиться своими завораживающими снимками космоса, снова это сделал: он впервые зафиксировал чёткие свидетельства присутствия диоксида углерода в атмосфере планеты, находящейся за пределами Солнечной системы.

Это открытие может не только многое рассказать о том, как сформировалась экзопланета, но и служит предвестником того, что ждёт нас впереди, ведь «Уэбб» уже занимается изучением всё новых и новых миров.

Подробности открытия были изложены в статье Шэннона Холла, размещённой на сервере aiXiv, а затем опубликованной в британском научном журнале «Нэйче».

Это открытие представлено в виде графического изображения данных. Оно начисто лишено завораживающего блеска снимков с телескопа «Джеймс Уэбб», которые появлялись в сети ранее и на которых изображены галактики, исполняющие космические па в окружении излучающих свет облаков в областях звёздообразования. Но Джесси Кристиансен, астроном из Института изучения экзопланет НАСА при Калифорнийском технологическом университете в Пасадене, назвала эти графические изображения «роскошными».

Графические изображения, представляющие собой спектроскопические данные, дают нам подробную информацию о составе атмосферы экзопланеты WASP-39b. Некоторые учёные называют её «горячим Юпитером», потому что у неё такой же диаметр, как у Юпитера, только вращается она гораздо ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, в результате чего разогревается до чрезвычайно высоких температур. Эта экзопланета, расположенная на расстоянии около 700 световых лет от Земли, была впервые обнаружена в ходе наблюдений с Земли, а позже её зафиксировал космический телескоп НАСА «Спитцер», который работал с 2003 по 2020 год. Данные, полученные со «Спитцера», указывали на то, что в атмосфере WASP-39b может присутствовать углекислый газ, однако они не были точными.

А потом в игру вступил «Джеймс Уэбб». 10 июля нынешнего года этот инфракрасный телескоп вёл наблюдение за экзопланетой WASP-39b, двигавшейся по диску своей звезды в течение немногим более восьми часов. Всё это время свет звезды проходил через атмосферу планеты, в которой различные молекулы поглощают конкретные части цветового спектра. Астрономам было интересно: увидят ли они след углекислого газа в спектре. «И мы его увидели — он появился прямо на экране компьютера», — сказала соавтор исследования Натали Баталья, астроном из Калифорнийского университета в Санта-Круз, возглавляющая команду Transiting Exoplanet Early Release Science в рамках проекта «Джеймс Уэбб».

Баталья была не одна. Когда Кристиансен, которая не входит в состав этой команды, увидела данные, у неё перехватило дыхание. «Я подумала: вот оно! — рассказала она. — Мы видели намёки на присутствие углекислого газа и раньше, однако в первый раз данные оказались неоспоримыми». Это открытие укрепило уверенность в том, что «Джеймс Уэбб» произведёт настоящую революцию в изучении экзопланет. Только за первый год своей работы телескоп должен будет исследовать 76 экзопланет, а за всё время его путешествия таких небесных тел наберётся несколько сотен. Он станет наблюдать за происходящим сквозь атмосферы газовых гигантов и крошечных каменистых планет, которые могут оказаться похожими на Землю. «Моей первой мыслью, когда я увидела этот сигнал, было: «ух-ты, а ведь это работает», — сказала Баталья.

Однако обнаружение углекислого газа само по себе является весьма впечатляющим открытием. «С научной точки зрения, это невероятно волнительно», — сказал Джонатан Фортни, директор Лаборатории изучения иных миров при Калифорнийском университете в Санта-Круз и соавтор опубликованной работы. Кажется логичным предположить, что планета, похожая на Юпитер, которая сформировалась из того же самого скопления материи, что и её звезда, будет иметь приблизительно тот же химический состав, что и сама звезда. Но в нашей Солнечной системе всё иначе. И в случае с WASP-39b тоже всё иначе. Сильный сигнал о наличии углекислого газа в атмосфере этой экзопланеты свидетельствует о том, что в ней присутствуют более тяжёлые элементы, чем водород и гелий, из которых обычно состоят звёзды. Вопрос — почему?

«Именно здесь история становится ещё интереснее», — объясняет Баталья. Возможно, когда WASP-39b была молодой планетой, в неё часто врезались кометы и астероиды, которые могли доставить туда более тяжёлые элементы, такие как углерод и кислород. Что интересно, по всей видимости, на планете WASP-39b примерно столько же тяжёлых элементов, как и на Сатурне, на долю которого, как полагают учёные, тоже выпала «бурная» молодость.

Или же планета WASP-39b могла сформироваться из элементов, которые были рассеяны в пространстве внутри её планетной системы, а затем мигрировали к центру. В какой-то момент она приблизилась к своей звезде-хозяину, которая вытеснила часть водорода из атмосферы, в результате чего концентрация более тяжёлых элементов в ней увеличилась, а углекислого газа стало больше, чем было изначально. Фортни, Баталья и их коллеги сейчас работают над четырьмя научными статьями, в которых они подробнее проанализируют спектр экзопланеты и различные гипотезы.

«Это похоже на работу археологов, — объяснила Баталья. — Мы пытаемся выстроить большую картину, используя в качестве основы молекулы веществ».

Обнаружение двуокиси углерода в атмосфере экзопланеты — это важный шаг на пути обнаружения жизни за пределами Земли. Астрономы не ждут, что планета WASP-39b окажется пригодной для того, чтобы там была жизнь, — она находится слишком близко к своей звезде. Они даже не ждут, что телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружит чёткие признаки жизни на других планетах. Однако использование «Уэбба» для поиска углекислого газа может помочь заложить основы для будущих открытий.

Астрономы считают, что смесь углекислого газа и метана в атмосфере планеты может служить индикатором жизни — это называется биосигнатурой. По словам Кристиансен, сигнал с планеты WASP-39b — «это уже полпути к хорошей биосигнатуре». Команда Батальи выстроила модель, согласно которой в атмосфере этой планеты также содержится вода, окись углерода и сульфит водорода, но при этом очень мало метана.

В конечном счёте для обнаружения жизни может потребоваться гораздо более совершенная обсерватория, чем «Джеймс Уэбб». Но, по словам Батальи, «это по-настоящему важный этап, который необходимо пройти, чтобы подготовиться к появлению таких технологий в будущем».

Просмотров: 185

Другие статьи номера

Долгий путь домой
17 сентября, отмечаемое в Белоруссии как День народного единства, — дата не случайная. В этот день в 1939 году началось воссоединение Западной и Восточной Белоруссии. Это был акт исторической справедливости в отношении белорусского народа, разделённого против его воли в 1921 году по условиям Рижского мирного договора.
В центре плана — инновации

Китайские власти опубликовали план действий по повышению научно-технического и инновационного потенциала предприятий.

Совместно выпущенный министерством науки и технологий и министерством финансов план на 2022—2023 годы предусматривает меры поддержки по 10 направлениям, включая создание механизма регулярного участия предприятий в принятии решений в сфере научно-технических инноваций.

Авиаторам подрезали крылья
Жителей Молдавии возмутил лицемерный фарс вокруг государственной авиакомпании Air Moldova, устроенный европейскими структурами и их молдавскими марионетками, когда она сообщила, что с 1 октября, по многочисленным запросам соотечественников, собирается возобновить полёты в Москву, приостановленные в конце февраля после начала специальной военной операции на Украине.
Укрепляются братские связи
Во время недавней встречи в Гаване заведующего идеологическим отделом ЦК Компартии Кубы Рохелио Поланко с членом ЦК Компартии Вьетнама, первым заместителем председателя ЦК Компартии Вьетнама, членом комиссии по образованию и пропаганде Лай Сюань Моном было подтверждено стремление к укреплению существующих братских отношений между обеими организациями и странами.
Турфирма разорилась

Одна из крупнейших в Восточной Европе туристических фирм — Soley Tour — объявила о своей неплатёжеспособности, о чём сообщил бухарестский интернет-сайт News.ro.

Эта румынско-турецкая компания имела отделения в 35 странах мира. Ежегодный оборот её исчислялся сотнями миллионов долларов.

Всё больше банкротств
В Литве с начала года чуть ли не вдвое увеличилось количество предприятий, начавших процедуру банкротства. Об этом заявили в Департаменте статистики республики, информирует интернет-портал RuBaltic.RU со ссылкой на Delfi.lt.
Бесплатное образование — по-настоящему!
Своим законопроектом 105 депутатов левого блока Новый народный экологический и социальный союз (Nupes) хотят «гарантировать равный доступ и условия обучения всем учащимся», включая бесплатные столовые, транспорт, снабжение учебными пособиями, экскурсии, прогулки, а также спортивные секции.
Авторы и жертвы либерального поветрия
Власти Туркмении постановили форсировать переход к «свободным рыночным отношениям» и пересмотреть систему госрегулирования цен. Решение стало закономерным этапом либерализации экономики, бьющей по интересам трудящихся.
ПУЛЬС ПЛАНЕТЫ
НУР-СУЛТАН. Фракция правящей казахстанской партии «Аманат» в мажилисе (нижняя палата парламента) поддержала инициативу о введении семилетнего президентского срока на будущих выборах. Одновременно пресс-секретарь лидера Казахстана Руслан Желдибай сообщил, что предложение депутатов о возвращении столице республики Нур-Султану предыдущего названия Астана включено в проект поправок в Конституцию с согласия главы государства Касым-Жомарта Токаева.
Торжествует система фальсификаций и подтасовок
Завершились выборы представительных органов местного самоуправления в Москве, результат которых подтвердил сокрушительный погром процедуры выборного законодательства, начиная с регистрации кандидатов в депутаты Советов депутатов муниципальных образований и заканчивая трёхдневным голосованием.
Все статьи номера