Вчені використали космічний телескоп James Webb для дослідження екзопланети GJ 9827 d, що знаходиться у сузір’ї Риб. Вони дійшли висновку, що ця суперземля має атмосферу, насичену водяною парою.
«Паровий світ»
Міжнародне дослідження під керівництвом Канади за допомогою космічного телескопа James Webb дозволило отримати нові дані про атмосферу GJ 9827 d — екзопланети, що обертається навколо зорі GJ 9827 у сузір’ї Риб, на відстані близько 98 світлових років від Землі.
Дослідження показало, що атмосфера планети містить високу концентрацію важких молекул, включно зі значною кількістю водяної пари. Це змушує астрономів припустити, що вона цілком може бути «паровим світом».
На початку цього року, використовуючи дані космічного телескопа Hubble, дослідники IREx повідомили, що виявили воду в атмосфері GJ 9827 d, що робить її, найменшою екзопланетою з підтвердженою атмосферою, яка приблизно вдвічі більша за Землю.
Разом ці важливі знахідки відкривають нові шляхи для пошуку життя за межами нашої Сонячної системи та поглиблюють наше розуміння формування та складу планет.
Досі недосяжна мета
Роками вчені зосереджувалися на виявленні атмосфер на великих газових гігантах і міні-нептунах — планетах, набагато більших за Землю, подібних до Юпітера і Нептуна, в атмосфері яких переважає водень.
Але досі виявлення атмосфер навколо менших планет, ближчих до Землі, залишалося недосяжною метою. Наразі всі виявлені нами планети, які мають атмосферу, є планетами-гігантами або, в кращому випадку, міні-нептунами», — каже провідна авторка дослідження П’єле-Гораєб.
«Атмосфери цих планет складаються переважно з водню, що робить їх більш схожими на газових гігантів Сонячної системи, ніж на земні планети, такі як Земля, в атмосферах яких переважають важчі елементи».
Атмосфера, багата на важкі молекули
Що відрізняє GJ 9827 d від інших, так це склад її атмосфери. Поєднавши дані JWST/NIRISS і HST, П’єле-Гораєб показала, що, на відміну від атмосфер великих планет, в яких переважає водень, атмосфера GJ 9827 d багата на важчі молекули, з досить великою кількістю водяної пари.
Це відкриття знаменує собою перше надійне виявлення атмосфери екзопланети, в якій водень не є домінуючим компонентом, що свідчить про більш важку, багату на воду атмосферу.
П’яле-Гораєб та її команда проводили свої спостереження за допомогою канадського інструменту на JWST, Близькоінфрачервоного тепловізора та безщілинного спектрографа (NIRISS). Використовуючи спектроскопію пропускання, вони проаналізували зоряне світло, що проходило крізь атмосферу планети, коли вона транзитувала (проходила перед) своєю головною зорею, GJ 9827.
Потім вони поєднали нові спостереження JWST з попередніми спостереженнями HST, щоб впевнено показати, що спостережувані спектральні особливості спричинені атмосферою планети, а не забрудненням від зорі системи.
Завдяки даним JWST/NIRISS SOSS вчені нарешті можуть розрізнити два типи атмосфери планети: хмарна з невеликою кількістю важких елементів, переважно водню, а вода присутня лише в незначних кількостях; інша має високу густину з великою кількістю важких елементів і великою кількістю води.
Оскільки GJ 9827 d перебуває близько до своєї зорі, її атмосфера, найімовірніше, є сумішшю газу і перегрітого щільного стану, а не має чітких шарів або хмар.
Значний крок вперед у дослідженнях
Хоча сама GJ 9827 d не вважається придатною для життя через її близькість до материнської зорі і, як наслідок, високі температури на поверхні (близько 350°C), це відкриття є значним кроком уперед у пошуках придатних для життя середовищ.
Наявність важкої, багатої на воду атмосфери на такій маленькій планеті, як GJ 9827 d, підтверджує концепцію, що такі атмосфери існують і можуть бути вивчені з точністю James Webb. А це робить перспективу пошуку придатних для життя планет, схожих на Землю, більш правдоподібною.
GJ 9827 d — перша планета, на якій ми виявили атмосферу, багату на важкі молекули, подібно до земних планет Сонячної системи, і перший за довгий час підтверджений приклад «парового світу», про який говорила наукова спільнота.
Астрономи сподіваються, що подальші заплановані спостереження JWST за GJ 9827 d в найближчі місяці можуть пролити більше світла на компоненти її парової атмосфери.
За матеріалами phys.org
