Телескоп Джеймса Вебба вперше знайшов напівважку воду на екзопланеті
Космічний телескоп Джеймса Вебба вперше зафіксував напівважку воду в атмосфері екзопланети WASP-39b. Це відкриття дає вченим новий спосіб досліджувати, як формувалися далекі планети та як змінювалися їхні атмосфери.
Дослідники наголошують, що сама планета непридатна для життя, однак новий метод може допомогти в майбутньому вивчати кам'янисті світи, де потенційно можуть існувати умови для життя.
Міжнародна команда астрономів повідомила про нове досягнення космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST). Вперше в історії науковці змогли впевнено виявити напівважку воду в атмосфері екзопланети.
Йдеться про газового гіганта WASP-39b, який розташований приблизно за 700 світлових років від Землі у сузір'ї Діви. Саме ця планета вже давно привертає увагу дослідників, адже її атмосфера добре підходить для детального аналізу. Результати дослідження опублікували на сервері препринтів arXiv. Зараз робота проходить наукове рецензування.
Що таке напівважка вода
На відміну від звичайної води, напівважка вода містить не звичайний атом водню, а його важчий ізотоп — дейтерій. Через цю невелику відмінність молекула має іншу масу, а її спектральний сигнал можна побачити за допомогою сучасних телескопів.
Саме це і вдалося зробити телескопу Джеймса Вебба. «Це залишає нам найдетальніший спектр пропускання будь-якої екзопланети на сьогоднішній день», — зазначають автори дослідження.
Як вдалося зробити відкриття
Для аналізу вчені використали одразу чотири наукові інструменти телескопа — NIRISS, NIRCam, NIRSpec та MIRI. Вони досліджували світло, яке проходило крізь атмосферу планети під час її проходження перед своєю зіркою. Такий метод дозволяє визначити, які саме гази присутні в атмосфері.
Щоб уникнути помилок, дослідники також змоделювали присутність інших речовин, зокрема сірководню, метану та синильної кислоти. Це допомогло переконатися, що зафіксований сигнал справді належить напівважкій воді. За словами науковців, статистична достовірність відкриття становить 4,81 сигма, що є дуже високим показником для подібних досліджень.
Чому це відкриття важливе
Напівважка вода може розповісти вченим історію формування планети. Завдяки співвідношенню дейтерію та водню дослідники можуть зрозуміти, де саме народилася планета, як вона мігрувала своєю зоряною системою та чи втрачала атмосферу протягом мільярдів років.
У випадку з WASP-39b це співвідношення виявилося приблизно у 25 разів більшим, ніж у воді земних океанів. «Співвідношення D/H є значно підвищеним порівняно з газовими гігантами Сонячної системи», — зазначають автори роботи.
Чому на планеті так багато дейтерію
Науковці розглядають одразу кілька можливих пояснень. Перша версія пов'язана з тим, що WASP-39b — дуже гаряча планета. Температура її атмосфери сягає приблизно 1000 градусів за Цельсієм, а сила тяжіння тут порівняно невелика. За таких умов легкий водень швидше залишає атмосферу та відлітає у відкритий космос, тоді як важчий дейтерій затримується довше. Через це співвідношення між ними поступово змінюється.
Інша гіпотеза полягає в тому, що планета сформувалася далеко від своєї зорі — за так званою «лінією снігу». Там накопичувався лід, багатий на дейтерій. Пізніше планета могла мігрувати ближче до своєї зірки, вже зберігши цей хімічний «підпис». «Спостереження протозоряних льодів із цього регіону показують ступінь збагачення дейтерієм, що узгоджується зі співвідношенням D/H, виведеним для WASP-39b», — пояснюють дослідники. Втім, вони додають, що цю гіпотезу ще потрібно перевірити за допомогою детального хімічного моделювання.
Чи означає це, що на планеті є життя
Ні. WASP-39b — це розпечений газовий гігант, де життя у звичному для нас вигляді існувати не може. Однак саме методика, яку вдалося перевірити під час цього дослідження, відкриває нові можливості для астрономів. У майбутньому її можна буде застосувати до значно менших кам'янистих екзопланет, де можуть існувати умови, схожі на земні.
«HDO наразі залишається найбільш доступним маркером завдяки своїм виразним спектральним характеристикам, і його виявлення може бути можливим навіть на помірних кам'янистих екзопланетах у найближчому майбутньому, де він міг би слугувати потенційним маркером придатності для життя», — підсумували автори дослідження. Науковці вважають, що це відкриття стане ще одним важливим кроком у дослідженні далеких світів. Воно допоможе краще зрозуміти, як народжуються планети, як змінюються їхні атмосфери та де у Всесвіті можуть існувати умови для життя. Про це повідомляє ScienceAlert.
30 липня настав День екологічного боргу Землі (Earth Overshoot Day) — дата, після якої людство починає споживати більше природних ресурсів, ніж планета здатна відновити за один рік.
