Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА сделал два выдающихся открытия экзопланет, которые ставят под сомнение наше понимание атмосфер планет и открывают новые химические среды, что может изменить теории о формировании планет и поиске обитаемых миров.
В новаторском исследовании, опубликованном 3 сентября на сервере препринтов arXiv, группа исследователей под руководством Майкла Чжана из Чикагского университета представила первый подробный анализ атмосферы PSR J2322-2650b — планеты размером с Юпитер, вращающейся вокруг миллисекундного пульсара. В отличие от всех известных экзопланет, этот мир обладает атмосферой, практически полностью состоящей из чистого углерода, а именно молекулярных форм, таких как трикарбон (C3) и дикарбон (C2).
Углеродный мир, не похожий ни на какой другой
Это открытие представляет собой то, что Чжан и его команда называют «новым экзопланетным химическим режимом» с отношением углерода к кислороду, превышающим 100, и углерода к азоту — более 10 000. Для сравнения, на Земле умеренные соотношения C/O и C/N составляют соответственно 0,01 и 40.[1][2][3][4]
«Обычно такие элементы встречаются в хвостах комет или в реальных языках пламени здесь, на Земле», — говорится в обзоре Universe Today по этим результатам. «Их присутствие в атмосфере планеты, особенно в таких больших количествах, ново для науки».[4]
PSR J2322-2650b обращается вокруг своей нейтронной звезды-хозяина каждые 7,8 часов в так называемой системе «черная вдова», где пульсар срывает вещество со своего спутника с помощью интенсивного гамма-излучения. Дневная сторона планеты достигает температур выше 2000°C, тогда как на ночной стороне проявляется минимум атмосферных особенностей, что может указывать на ее покрытие сажей.[3][1][4]
Сильное обогащение углеродом противоречит современным моделям формирования спутников в системах типа «черная вдова», согласно которым такие объекты должны содержать более широкий спектр элементов из-за своего происхождения как оголенных звездных ядер. Наблюдения JWST также выявили мощные западные ветры на планете, что стало первым наблюдательным подтверждением атмосферной динамики, предсказанной для ультрабыстро вращающихся миров.
TRAPPIST-1e демонстрирует перспективы для обитаемости
Между тем, отдельные исследования, опубликованные 9 сентября в журнале Astrophysical Journal Letters, предоставили самый подробный на сегодняшний день анализ атмосферы TRAPPIST-1e — планеты размером с Землю, находящейся в 40 световых годах от нас и обращающейся в обитаемой зоне своей звезды. Две исследовательские группы под руководством Нестора Эспиносы из Университета Джонса Хопкинса и Аны Глидден из MIT проанализировали четыре транзита планеты, зафиксированных телескопом Джеймса Уэбба с июня по октябрь 2023 года.
«Самая захватывающая возможность заключается в том, что у TRAPPIST-1e может быть так называемая вторичная атмосфера, содержащая тяжелые газы, такие как азот», — сказал Раян МакДоналд, исследователь из Университета Сент-Эндрюс и соавтор обоих исследований. Наблюдения исключили наличие богатых водородом атмосфер, схожих с Венерой или Марсом, одновременно оставив возможность азотной среды, которая может поддерживать жидкую воду.
Тем не менее, МакДоналд подчеркнул предварительный характер этих результатов, отметив, что «наши первоначальные наблюдения пока не могут исключить вариант голой скалы без атмосферы». Исследовательская группа более года тщательно устраняла загрязнения от активной красной карликовой звезды TRAPPIST-1, чтобы изолировать атмосферные сигналы самой планеты.
Продвижение в поиске жизни
Обе находки подчеркивают беспрецедентные возможности JWST в изучении атмосфер экзопланет. Наблюдения телескопа за TRAPPIST-1e являются важным шагом на пути к подтверждению существования первой атмосферы вокруг каменистой планеты в обитаемой зоне другой звезды. Если это подтвердится, то станет важной вехой в поисках потенциально обитаемых миров.
«TRAPPIST-1e остается одной из наших самых интересных планет в обитаемой зоне, и эти новые результаты приближают нас к пониманию того, каким миром она является», — сказала Сара Сигер, профессор планетарных наук из MIT и соавтор исследования TRAPPIST-1e. «Данные, указывающие на отсутствие атмосфер, похожих на Венеру и Марс, помогают нам сосредоточиться на других возможных сценариях».
Научные группы планируют провести обширные последующие наблюдения; завершение 15 дополнительных транзитов TRAPPIST-1e намечено на декабрь 2025 года. Ожидается, что результаты этих наблюдений будут опубликованы в 2026 году и позволят окончательно определить, обладает ли планета атмосферой.
Комментариев нет:
Отправить комментарий