Ученые использовали космический телескоп James Webb для исследования экзопланеты GJ 9827 d, находящейся в созвездии Рыб. Они пришли к выводу, что эта суперземля имеет атмосферу, насыщенную водяным паром.
«Паровой мир»
Международное исследование под руководством Канады с помощью космического телескопа James Webb позволило получить новые данные об атмосфере GJ 9827 d — экзопланеты, вращающейся вокруг звезды GJ 9827 в созвездии Рыб, на расстоянии около 98 световых лет от Земли.
Исследование показало, что атмосфера планеты содержит высокую концентрацию тяжелых молекул, включая значительное количество водяных паров, что заставляет астрономов полагать, что она вполне может быть «паровым миром».
В начале этого года, используя данные космического телескопа Hubble, исследователи IREx сообщили, что обнаружили воду в атмосфере GJ 9827 d, что делает ее, самой маленькой экзопланетой с подтвержденной атмосферой, которая примерно вдвое больше Земли.
Вместе эти важные находки открывают новые пути для поиска жизни вне нашей Солнечной системы и углубляют наше понимание формирования и состава планет.
До сих пор недостижимая цель
Годами ученые сосредотачивались на обнаружении атмосфер на больших газовых гигантах и мини-нептунах — планетах, гораздо больших Земли, подобных Юпитеру и Нептуну, в атмосфере которых преобладает водород.
Но до сих пор обнаружение атмосфер вокруг меньших планет, более близких к Земле, оставалось недостижимой целью. Сейчас все обнаруженные нами планеты, обладающие атмосферой, являются планетами-гигантами или, в лучшем случае, мини-нептунами», — говорит ведущий автор исследования Пьеле-Гораеб.
«Атмосферы этих планет состоят преимущественно из водорода, что делает их более похожими на газовых гигантов Солнечной системы, чем на земные планеты, такие как Земля, в атмосферах которых преобладают более тяжелые элементы».
Атмосфера, богатая тяжелыми молекулами
Что отличает GJ 9827 d от других, так это состав ее атмосферы. Соединив данные JWST/NIRISS и HST, Пьеле-Гораеб показала, что, в отличие от атмосфер больших планет, в которых преобладает водород, атмосфера GJ 9827 d богата более тяжелыми молекулами, с достаточно большим количеством водяного пара.
Это открытие знаменует собой первое надежное обнаружение атмосферы экзопланеты, в которой водород не является доминирующим компонентом, свидетельствующим о более тяжелой, богатой водой атмосфере.
Пяле-Гораеб и ее команда проводили свои наблюдения с помощью канадского инструмента на JWST, Близкоинфракрасного тепловизора и бесщелевого спектрографа (NIRISS). Используя спектроскопию пропускания, они проанализировали звездный свет, проходящий сквозь атмосферу планеты, когда она транзитировала (проходила перед) своей главной звездой, GJ 9827.
Затем они объединили новые наблюдения JWST с предварительными наблюдениями HST, чтобы уверенно показать, что наблюдаемые спектральные особенности вызваны атмосферой планеты, а не загрязнением звезды системы.
Благодаря данным JWST/NIRISS SOSS, ученые наконец-то могут различить два типа атмосферы планеты: облачная с небольшим количеством тяжелых элементов, преимущественно водорода, а вода присутствует лишь в незначительных количествах; другая имеет высокую плотность с большим количеством тяжелых элементов и большим количеством воды.
Поскольку GJ 9827 d находится близко к своей звезде, ее атмосфера, скорее всего, является смесью газа и перегретого плотного состояния, а не имеет четких слоев или облаков.
Значительный шаг вперед в исследованиях
Хотя сама GJ 9827 d не считается пригодной для жизни из-за ее близости к материнской звезде и, как следствие, высоких температур на поверхности (около 350°C), это открытие является значительным шагом вперед в поисках подходящих для жизни сред.
Наличие тяжелой, богатой водой атмосферы на такой маленькой планете, как GJ 9827 d, подтверждает концепцию, что такие атмосферы существуют и могут быть изучены с точностью James Webb. А это делает перспективу поиска подходящих для жизни планет, похожих на Землю, более правдоподобной.
GJ 9827 d — первая планета, на которой мы обнаружили атмосферу, богатую тяжелыми молекулами, подобно земным планетам Солнечной системы. И первый за долгое время подтвержденный пример «парового мира», о котором говорило научное сообщество.
Астрономы надеются, что дальнейшие запланированные наблюдения JWST за GJ 9827 d в ближайшие месяцы могут пролить больше света на компоненты ее паровой атмосферы.
По материалам phys.org
