WASP-39 b — перша позасонячна планета, склад атмосфери якої було визначено. Це було зроблено за допомогою вимірювальних приладів, встановлених на космічному телескопі Джеймса Вебба. Вчені сподіваються, що в майбутньому ці системи дозволять нам краще зрозуміти процеси, які відбуваються в далеких планетарних системах.
З моменту запуску космічний телескоп NASA James Webb зазирнув у багато відомих і невідомих куточків Всесвіту. Цього разу його об’єктив звернувся до газового гіганта WASP-39 b у сузір’ї Діви. Планета знаходиться приблизно в 700 світлових роках від Землі, але завдяки останнім спостереженням ми знаємо про неї більше, ніж про мільйони ближчих небесних тіл.
Під пильним оком телескопа
WASP-39 b — це «гарячий Сатурн» — величезна газоподібна планета, яка обертається дуже близько до своєї головної зірки. Вперше його спостерігали в 2011 році, а в серпні цього року на ньому виявили сліди вуглекислого газу.
Вчені вирішили більш детально вивчити склад його розігрітої атмосфери за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба. Для цього вони використовували чотири режими роботи вимірювальних приладів, що дозволяють реєструвати небесне тіло в різних спектрах світла.
Щоб побачити атмосферу WASP-39 b, Вебб стежив за планетою, коли вона проходила перед своєю зіркою. Світло, яке випромінювало зірка, м’яко освітлювало атмосферу планети, дозволяючи спостерігати за нею. Хімічні речовини в атмосфері поглинають різні кольори світлового спектру, а завдяки приладам інфрачервоного світла космічний телескоп Джеймса Вебба також вловлює речовини, які неможливо побачити у видимому світлі.
WASP-39 b – бачення художникаNASA/ESA/CSA/Джозеф Олмстед (STScI)
Сірка, натрій і водяна пара
Що знаходиться в атмосфері WASP-39 b? Вчені були особливо схвильовані виявленням діоксиду сірки – це з’єднання вперше було виявлено в атмосфері екзопланети. Молекули діоксиду сірки утворюються в результаті хімічних реакцій під дією світла головної зірки. На Землі захисний озоновий шар формується подібним чином.
«Ми вперше бачимо конкретні докази фотохімії або реакцій, ініційованих зоряним світлом, на екзопланетах», — пояснює Шан-Мін Цай з Оксфордського університету, провідний автор статті, яка пояснює походження діоксиду сірки в атмосфері WASP. -39 б. «Це багатообіцяючий крок до кращого розуміння атмосфер екзопланет.
Інші компоненти атмосфери, виявлені телескопом, включають натрій, калій і водяну пару, що підтверджує попередні спостереження. Космічний телескоп Джеймса Вебба також помітив вуглекислий і чадний газ, але не виявив слідів метану і сірководню. Останні дані також вказують на те, що хмари, які вкривають планету, ймовірно, не утворюють над нею товстий рівномірний шар, а більш розсіяні.
Склад атмосфери WASP-39 bNASA/ESA/CSA/Джозеф Олмстед (STScI)
«Такі дані повністю змінюють правила гри»
Таке точне знання про склад атмосфери WASP-39 b дає вченим уявлення про те, як планета утворилася з газово-пилового диска, що оточував її головну зірку. Близькість планети до батьківської зірки також робить її корисною «лабораторією» для вивчення зв’язків між планетами та їхніми зірками.
Ці знахідки сприяють тому, що прилади космічного телескопа Джеймса Вебба зможуть проводити дослідження різних типів позасонячних планет, на які розраховує наукове співтовариство. Це включає в себе аналіз атмосфери не лише газових гігантів, але й менших кам’янистих планет.
«Ми спостерігали за планетою за допомогою кількох інструментів, які разом забезпечують широкий діапазон інфрачервоних спектрів і велику кількість хімічних відбитків, недоступних до того часу», — сказала Наталі Баталья з Каліфорнійського університету в Санта-Крус, яка координувала дослідження. «Такі дані повністю змінюють правила гри.
«Таким чином ми зможемо побачити планетарні атмосфери абсолютно по-новому», — додає Лаура Флегг з Корнельського університету, співавторка дослідження. «Це неймовірно хвилююче знати, що все, що ми знаємо, буде переписано. Це одна з найкращих рис бути вченим.
Телескоп Джеймса ВеббаPAP/Reuters/Adam Ziemienowicz
Основне джерело фото: NASA/ESA/CSA/Джозеф Олмстед (STScI)
