«Джеймс Уэбб» позволил детально изучить атмосферу экзопланеты, как никогда прежде

Экзопланета WASP-39b, похоже, стала наиболее подробно исследованной планетой за пределами Солнечной системы. Похожий на Сатурн газовый гигант в 700 световых годах от нашей планеты стал объектом исследования недавно введённым в эксплуатацию космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST). Новый инструмент позволил астрономам беспрецедентно детально изучить химический состав атмосферы планеты и даже протестировать методы обнаружения внеземной жизни.

WASP-39b в представлении художника //Источник изображения: NASA

Экзопланета WASP-39b вращается вокруг звезды в созвездии Девы и стала известна в конце августа текущего года, когда JWST обнаружил в её атмосфере углекислый газ — впервые в истории изучения космоса за пределами Солнечной системы. Эксперты назвали это прорывным открытием, а теперь, менее чем через три месяца, целая лавина результатов исследований позволила получить массу данных об атмосфере планеты. Информация даже позволяет делать выводы об истории её формирования.

По словам главы участвовавшего в исследованиях немецкого Института астрономии Макса Планка (MPIA) Лауры Крейдберг (Laura Kreidberg), «эти ранние наблюдения стали лишь предвестниками более удивительных научных открытий, которые принесёт с собой JWST». По данным учёной, уже в первых тестах телескоп показал себя даже лучше, чем надеялись исследователи.

Они использовали три из четырёх имеющихся у JWST инструментов для наблюдения за планетой: главную камеру NIRCam и два спектроскопа NIRISS и NIRSpec, способных по спектру определять химический состав небесных тел. Наблюдения показали, что WASP-39b окутана облаками с содержанием серы и силикатов, а свет местной звезды способствует образованию диоксида серы в ходе реакции, напоминающей ту, благодаря которой в атмосфере Земли появляется озон.

Известно, что WASP-39b представляет собой газовый гигант размером с треть крупнейшей в Солнечной системе планеты — Юпитера и движется по орбите на расстоянии всего 4,3 млн км от звезды, в 13 раз ближе, чем находится Меркурий от Солнца. Это делает планету идеальной «лабораторией» для исследования фотохимических реакций.

Источник изображения: Solen Feyissa/unsplash.com

Уровень детализации, обеспечиваемый JWST, даже позволил астрономам узнать, как образовался этот раскалённый мир. По соотношению углерода, калия и серы к кислороду учёные смогли предположить, что гигант сформировался в результате столкновения т.н. планетезималей меньшего размера. Кроме того, более высокое содержание в атмосфере кислорода в сравнении с углеродом в облаках позволяет предположить, что планета изначально сформировалась намного дальше от звезды, чем она находится сейчас.

По данным учёных, данные такого качества полностью меняют правила игры в их сфере. Известно, что учёные смогли даже протестировать методы, которые однажды помогут найти жизнь на других экзопланетах. Результаты наблюдений будут сопоставляться с созданными на Земле моделями. Например, если кислорода на планете больше, чем предсказывает модель, не исключено, что это может служить признаком наличия жизни. Впрочем, из-за близости к звезде жизнь на WASP-39b крайне маловероятна, поскольку температура здесь составляет около 900 градусов по Цельсию.