Науковці знайшли метан в атмосфері екзопланети

Вчені знайшли метан в атмосфері екзопланети WASP-80 b. Ця сполука є одним із головних компонентів живої матерії, проте досі її достатньо рідко доводилося зустрічати на тілах, що не обертаються навколо Сонця. У виявленні метану астрономам допоміг космічний телескоп James Webb.

На екзопланеті WASP-80 b знайшли метан
На екзопланеті WASP-80 b знайшли метан. Джерело: NASA

Метан та вода на газових гігантах

Космічний телескоп James Webb провів спектроскопічні дослідження планети WASP-80 b, коли вона проходила перед і позаду своєї зорі. Завдяки цьому в її атмосфері виявили водяну пару та метан. І те, і інше вважається біомаркерами, тобто речовинами, які свідчать про можливість існування життя.

Проте водяна пара спостерігалася за межами Сонячної системи вже не вперше, а от метан на екзопланетах все ще можна вважати сенсацією. Ця молекула в достатній кількості присутня у складі Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна, а на газових гігантах, що обертаються навколо інших зір, вона досі якось ховалася від дослідників.

Екзопланета WASP-80 b

За температури поверхні близько 825 градусів Кельвіна WASP-80 b є так званим теплим юпітером. Це газові гіганти, дуже схожі на ті, що існують у нашій Сонячній системі. Проте умови на них є проміжними між гарячими юпітерами, де температура може перевищувати значення, за яких плавиться більшість металів, і світами, де замерзає не тільки вода, а й деякі гази.

Червоний карлик, навколо якого обертається WASP-80 b, розташований на відстані 163 св. років від нас у сузір’ї Орла. Один оберт навколо нього екзопланета робить лише за 3 дні. Через це відділити світло самої зорі від того, що пройшло крізь атмосферу планети, не може навіть такий сучасний телескоп, як James Webb.

Тому вчені вивчають комбіноване випромінювання від усієї системи. Для цього вони використовують метод транзитів та метод затемнень. Перший полягає у спостереженні за планетою, коли вона проходить перед зорею, якщо дивитися з нашого боку, а другий — коли за нею.

Спектри транзиту та затемнення екзопланети
Спектри транзиту та затемнення екзопланети. Джерело: BAERI/NASA/Taylor Bell

Як вчені знайшли метан

Під час транзиту основна інформація надходить від променів світла зорі, які проходять крізь атмосферу в тонкій смузі на межі дня і ночі. Завдяки їм вчені дізнаються параметри атмосфери та її хімічний склад.

Під час затемнень інформацію отримують переважно у ті короткі періоди часу, коли освітлена зорею поверхня планети ще не сховалася від нас. У цей час можна виміряти й те світло, яке падає на поверхню WASP-80 b, і те, яке випромінюється нею. Завдяки тому, що планета значно холодніша за зорю, їх все ж вдається розрізнити.

Різниця того світла, яке падає на поверхню WASP-80 b, і того, що надходить від неї, становить теплове випромінювання об’єктів на поверхні. Воно, серед іншого, також має свій спектр. Воду та метан знайшли за допомогою і першого, і другого методів.

Вивчення атмосфер екзопланет

Науковці перевірили отримані результати двома різними статистичними методами та переконалися, що вони не є артефактом обробки інформації. Тепер вчені думають над тим, як застосувати їх до дослідження інших екзопланет.

Зокрема, вони хочуть дізнатися співвідношення між атомами вуглецю та кисню у різних світах. Очікується, що воно буде змінюватися залежно від того, близько чи далеко від своєї зорі утворилася планета і який її вік.

Також астрономів дуже цікавить можливість порівняти отримані результати з газовими гігантами в Сонячній системі. Важливо зрозуміти, наскільки типовими представниками своїх класів небесних тіл вони є. Нарешті, у планах науковців дізнатися, як відрізняються хімічні процеси, які відбуваються в різних умовах.

За матеріалами phys.org

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine