Мы только что получили самое подробное изображение атмосферы экзопланеты.

WASP-39b, газовый гигант, находящийся на расстоянии около 700 световых лет, оказался экзопланетным сокровищем.

Ранее в этом году WASP-39b был предметом Первое открытие углекислого газа в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы.

Теперь глубокий анализ данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) дал нам абсолютную золотую жилу информации: самый подробный взгляд на атмосферу экзопланеты на сегодняшний день.

Находки включают информацию об облаках WASP-39b, первое в истории прямое обнаружение фотохимии в атмосфере экзопланеты и почти полную инвентаризацию химического состава атмосферы, которая раскрывает дразнящие намеки на историю формирования экзопланеты.

Эти эпические открытия были опубликованы в пяти статьях. природаи прокладывает путь к окончательному раскрытию химических признаков жизни за пределами Солнечной системы.

Эти ранние наблюдения являются предвестниками еще более удивительных научных открытий, связанных с JWST. — говорит астрофизик Лаура Крейдберг.Директор Института астрономии Макса Планка в Германии.

«Мы проверили телескоп на прочность для тестирования производительности, и он оказался почти безупречным — даже лучше, чем мы могли надеяться».

С момента открытия первых экзопланет в начале 1990-х годов мы стремились узнать больше об этих мирах, вращающихся вокруг инопланетных звезд.

Но испытания были серьезными. Экзопланеты могут быть очень маленькими и очень далекими. Мы никогда не видели большинство из них: мы знаем об их существовании только на основании их влияния на свои звезды-хозяева.

Один из таких эффектов возникает, когда экзопланета проходит между нами и звездой, событие, известное как транзит. Это немного приглушает звездный свет; Периодические события затемнения указывают на присутствие объекта на орбите. Мы даже можем определить размер этого вращающегося объекта, основываясь на затемнении и гравитационном воздействии на звезду.

И еще одно, что можно сказать, исходя из трансфертных данных. Когда звездный свет проходит через атмосферу проходящей экзопланеты, он меняется. Некоторые длины волн в спектре более тусклые или яркие, в зависимости от того, как молекулы в атмосфере поглощают и повторно излучают свет.

Сигнал слабый, но с помощью достаточно мощного телескопа и набора транзитов можно расшифровать изменяющиеся характеристики поглощения и излучения на спектре, чтобы определить состав атмосферы экзопланеты.

JWST — самый мощный из когда-либо запущенных космических телескопов. С помощью трех из четырех своих инструментов он получил подробные инфракрасные спектры звезды WASP-39. Затем ученые приступили к анализу цветовых кодов.

Сначала был список частиц в атмосфере WASP-39b. В дополнение к вышеперечисленному Углекислый газИсследователи обнаружили водяной пар, натрий и угарный газ. Метан не был обнаружен, а это означает, что металличность WASP-39b выше, чем у Земли.

Он также показывает обилие этих элементов. В частности, отношение углерода к кислороду указывает на то, что экзопланета сформировалась дальше от своей звезды-хозяина, чем ее нынешнее близкое местоположение, занимая четырехдневную орбиту. А данные моделирования и наблюдений показывают, что небо экзопланеты населено раздробленными облаками — не из воды, а из силикатов и сульфатов.

Наконец, наблюдения выявили присутствие соединения, называемого диоксидом серы. Здесь, в Солнечной системе, на скалистых мирах, подобных Венера и юпитерианская луна АйоДиоксид серы является результатом вулканической деятельности. Но в газовых мирах диоксид серы имеет другую историю происхождения: он образуется при разложении сероводорода светом на составные части, а образующаяся сера окисляется.

Химические реакции, вызванные фотоном, известны как фотохимияи имеет значение для обитаемости, стабильности атмосферы и состава аэрозоля.

Чтобы было ясно, WASP-39b вряд ли пригоден для жизни в том виде, в каком мы его знаем, по целому ряду причин, включая, помимо прочего, его палящую температуру и газовый состав, но открытие фотохимии имеет значение для изучения атмосфер другие миры и понимание эволюции самой WASP-39b.

Ученые-планетологи годами готовились к тому, чтобы получить представление об атмосферах, которые, как ожидалось, должен был предоставить JWST. С первым подробным анализом атмосферы за пределами Солнечной системы космический телескоп, похоже, выполнит свое обещание.

Кроме того, команды, участвующие в этом исследовании, готовят документацию, чтобы другие ученые могли применить свои методы к будущим наблюдениям экзопланет JWST.

Мы можем не обнаружить признаки жизни в атмосфере экзопланеты с помощью JWST — возможно, потребуется более мощный телескоп для визуализации такого уровня мельчайших деталей — но с анализом WASP-39b это открытие кажется еще более захватывающим. .

такие данные, говорит астроном Натали Баталья Калифорнийский университет в Санта-Круз, «Изменивший правила игры».

Поиск будет опубликован природа Его можно прочитать в препринтах сюдаИ сюдаИ сюдаИ сюдаИ сюда.