Космический телескоп имени Джеймса Уэбба вновь сделал то, что не удавалось ни «Спитцеру», ни «Хабблу» – зафиксировал первое чёткое свидетельство наличия углекислого газа в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы.

Открытие касается горячего газового гиганта WASP-39 b, расположенного в 700 световых годах от нас. По массе планета вчетверо уступает Юпитеру, однако в 1,3 раза превосходит его в диаметре. В отличие от гигантов Солнечной системы, WASP-39 b находится очень близко к своему светилу – в 8 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу. Полный оборот по орбите планета совершает всего за 4 дня, а температура её атмосферы достигает 900°C.

В ходе предыдущих наблюдений, в том числе при помощи телескопов им. Хаббла и им. Спитцера, в атмосфере WASP-39 b были обнаружены водяной пар, натрий и калий. При помощи телескопа им. Джеймса Уэбба к этому списку удалось добавить двуокись углерода.

Подобные исследования ведутся методом абсорбционной спектроскопии: так как разные вещества поглощают разные спектры излучения, состав атмосферы планеты можно узнать по спектру прошедшего через неё света. В случае WASP-39 b, задачу упростили её короткий орбитальный период – а значит, частые проходы на фоне родной звезды – и «раздутая» атмосфера.

Новые данные были получены при помощи спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec. В них учёные обнаружили небольшой пик в диапазоне длин волн между 4,1 и 4,6 микрона – первое чёткое доказательство наличия углекислого газа в атмосфере экзопланеты.

Ни одному телескопу до этого не удавалось достичь такой высокой точности в диапазоне между 3 и 5,5 микрона. Доступ к этой части спектра – ключ к обнаружению воды, метана и углекислого газа в атмосферах экзопланет.

Обнаружение настолько чёткого следа углекислого газа на WASP-39 b даёт надежду на больше подобных атмосферных открытий на планетах размером с Землю.

Натали Баталья, ведущий автор работы

Нам важно знать состав атмосферы планеты, так как он позволяет нам заглянуть глубоко в её прошлое:

Молекулы углекислого газа хранят в себе историю формирования планеты. Измерив содержание двуокиси углерода, мы можем определить, сколько твёрдого и газообразного вещества ушло на формирование этого газового гиганта. На протяжении текущего десятилетия телескоп им. Джеймса Уэбба проведет эти измерения для ряда планет, что даст нам представление о процессе их рождения и о том, насколько уникальна Солнечная система.

Майк Лайн, соавтор работы

Эта научная работа – часть ряда исследований, включающего в себя наблюдения за WASP-39 b и двумя другими планетами при помощи нескольких инструментов телескопа им. Джеймса Уэбба. Данные были предоставлены учёным в рамках проекта Early Release Science, цель которого – обеспечить научному сообществу лёгкий доступ к высококачественным наблюдениям телескопа.

Источник