Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые зафиксировал экзопланету с возможным присутствием углекислого газа
На новых изображениях космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) показана первая планета, содержащая углекислый газ, обнаруженная за пределами Солнечной системы, что свидетельствует о революционных исследовательских возможностях телескопа.
Расположенная в ста тридцати световых годах от Земли многопланетная система HR 8799 стала основной целью для астрономов, изучающих формирование планет. Новое исследование подтверждает способность JWST измерять химию атмосферы экзопланеты и предполагает, что четыре планеты сформировались подобно Юпитеру и Сатурну, сливаясь вокруг твердого ядра.
Наблюдение за молодой Солнечной системой
Возраст HR 8799 составляет всего 30 миллионов лет, и это сравнительно молодой возраст по сравнению с Землей в 4,6 миллиарда лет. Из-за недавнего бурного формирования еще раскаленные планеты излучают большое количество инфракрасного света, предоставляя ученым важные данные о формировании планет.
Хотя ученые выявили два способа формирования планет-гигантов, они не определили, какой из них более распространен во Вселенной. Один из способов — медленное образование твердых ядер, как в нашей Солнечной системе, а другой — быстрое разрушение остывающего диска звезды. Выявив наиболее распространенный метод, ученые смогут лучше понять внесолнечные тела.
«Мы надеемся с помощью подобных исследований понять нашу собственную Солнечную систему, жизнь и нас самих в сравнении с другими экзопланетными системами, чтобы мы могли понять контекст нашего существования», — говорит руководитель проекта Уильям Балмер из Университета Джона Хопкинса. «Мы хотим сфотографировать другие солнечные системы и посмотреть, чем они похожи или отличаются от нашей. Отсюда мы сможем попытаться понять, насколько странной или нормальной является наша Солнечная система».
Задача экзопланет
Астрономы получили прямые изображения лишь нескольких экзопланет, поскольку они гораздо тусклее звезд и их трудно разглядеть на таком большом расстоянии от Земли. Уникальные возможности JWST позволяют платформе захватывать определенные длины волн, чтобы ответить на актуальные астрономические вопросы. Один из них — различение далеких коричневых карликов, звездоподобных объектов, не успевших накопить достаточную массу для воспламенения ядерного синтеза, и настоящих планет-гигантов.
«У нас есть и другие свидетельства, которые намекают на то, что эти четыре планеты HR 8799 сформировались с помощью такого подхода снизу вверх», — сказал Лоран Пуэйо, астроном из Научного института космического телескопа, который был одним из руководителей работы.
«Насколько часто такое происходит с долгопериодическими планетами, которые мы можем непосредственно наблюдать? Пока мы этого не знаем, но мы планируем провести дополнительные наблюдения на «Уэббе», вдохновленные нашей диагностикой углекислого газа, чтобы ответить на этот вопрос», — добавил Пуэйо.
Коронографы космического телескопа «Джеймс Уэбб»
Телескоп Джеймса Уэбба делает снимки с использованием коронографов — специальных устройств, блокирующих яркий свет звезды, подобно солнечному затмению. Это позволяет выделять менее яркие объекты на фоне черного космоса. С помощью такой технологии удалось обнаружить характерные признаки присутствия углекислого газа в атмосфере экзопланеты.
Целевой диапазон наблюдений составил 3–5 микрометров, что позволило выявить наличие тяжелых элементов, указывающих на постепенное формирование планеты. Высокая чувствительность метода позволила впервые зарегистрировать HR 8799 — самую внутреннюю планету системы.
«Это то, что ученые делали для поиска транзитных планет или изолированных коричневых карликов с момента запуска JWST», — сказал Пуэйо.
«Мы знали, что JWST может измерять цвета внешних планет в системах с прямым изображением. Мы ждали 10 лет, чтобы подтвердить, что наши тонко настроенные операции с телескопом позволят нам получить доступ и к внутренним планетам. Теперь результаты получены, и мы можем заниматься интересными научными исследованиями», — сказал Реми Суммер, предыдущий руководитель работ по коронографу JWST.
Космический телескоп Джеймса Уэбба продолжает работу
Это открытие стало первым прямым доказательством наличия CO₂ в атмосфере экзопланеты. Ранее, в 2022 году, JWST обнаружил косвенные признаки углекислого газа в атмосфере экзопланеты WASP-39b, анализируя изменения в свете звезды, проходящем через атмосферу планеты.
Ученые планируют продолжить наблюдения за газовыми гигантами, чтобы сравнить их с теоретическими моделями и углубить понимание процессов формирования планет. «Эти гигантские планеты могут оказывать значительное влияние на свои системы, либо защищая, либо разрушая более мелкие планеты, подобные Земле. Понимание их формирования — ключ к пониманию обитаемости других миров», — добавил Балмер.
Источник: New-Science.ru https://new-science.ru/teleskop-dzhejms-uebb-vpervye-zafiksiroval-ekzoplanetu-s-vozmozhnym-prisutstviem-uglekislogo-gaza/