Вперше виявлено наявність вуглекислого газу навколо іншої планети

Астрономи знайшли карбон діоксид (CO2) у атмосфері планети розміром з Сатурн на відстані 700 світлових років – перший недвозначний вияв газу на планеті поза Сонячною системою. Відкриття, зроблене телескопом James Webb Space Telescope, дає вказівки про те, як утворилася планета. Результат також показує, наскільки швидко Веб може ідентифікувати багато інших газів, таких як метан і аміак, які можуть натякати на потенційну життєздатність планети. Веб – це “відкриття цієї нової ери атмосферної науки екзопланет”, – каже Нікку Мадхусудхан з Університету Кембриджу, який не брав участь у дослідженні. Космічний телескоп Веб чутливий до інфрачервоних довжин світла, які в основному блокуються атмосферою Землі. Веб вже здивував астрономів своєю здатністю допомогти побачити найвіддаленіші зірки та галактики Всесвіту. Але чутливість до інфрачервоних променів також критична для дослідження світів, набагато ближчих до дому, в Галактиці Млечний Шлях. Коли орбіта екзопланети бере його перед зіркою, деяке зіркове світло проходить через атмосферу планети і несе відбитки її складу. Атмосферні гази поглинають певні довжини хвиль світла, які виявляються як зниження яскравості, коли зіркове світло розподіляється в спектрі. Для більшості цікавих газів зниження відбувається на інфрачервоних довжинах хвиль. Телескоп Хаббл і його інфрачервоний супутник, космічний телескоп Спітцер, виявили водяну пару, метан і оксид вуглецю в деяких гарячих, гігантських екзопланетах, але мало що більше. Веб обіцяє розкрити багато інших газів в менших планетах розміром з Нептун і, можливо, навіть в кам’янистих планетах, схожих за розміром на Землю, хоча ймовірність підтвердження існування життя дуже мала. Для своїх перших спостережень екзопланет, астрономи націлилися на гарячий газовий гігант WASP-39b, який обертається навколо своєї зірки кожні 4 дні в орбіті, набагато тіснішій, ніж у Меркурія. Перші дані були взяті 10 липня, і команда почала над ними працювати кілька днів пізніше. Навіть в обробленій інформації на основі одного транзиту через зірку, спектральне зниження CO2 “виступає як біль”. Бін і його колеги повідомили про результати вчора на сервері попереднього перегляду arXiv, і вони з’являться в Nature найближчим часом. Хаббл і Спітцер раніше знайшли водяну пару, натрій і калій в атмосфері WASP-39b. Веб тепер додав CO2, а також ще один газ, підпис спектра якого спочатку був загадкою. Пізніші спостереження виявили, що це таке, але Бін нічого не сказав про це, доки результат не буде перевірений колегами. У найближчі місяці команда опублікує повний спектр планети від оптики до середньої інфрачервоної, і “зробить повний хімічний інвентар її атмосфери”, каже Лаура Крайдберг з Інституту астрономії Макса Планка. Знаходження CO2 є цінним, оскільки це вказівка на “металічність” планети – співвідношення елементів, важчих за гелій, у її складі. Вчені вважають, що достатнє постачання важких елементів є ключовим для створення гігантських планет. Коли планети формуються з диску матеріалу навколо нової зірки, важкі елементи утворюють тверді зерна і камінці, які скупчуються в твердий ядро, яке нарешті стає достатньо масивним, щоб залучати гази зі своєю власною гравітацією і рости в газовий гігант. Зі сигналу CO2 WASP-39b команда приблизно оцінює металічність планети, яка, мабуть, відповідає Сатурну. Дивно, що WASP-39b майже такої ж маси, як Сатурн. Планети мають деякі спільні риси, незважаючи на те, що вони мають дуже різні орбіти, каже Бін. “Чи можемо ми знайти спільну історію для цих двох об’єктів?” Він каже. “Я ще не знаю”. З Вебом знаходження “важливих хімікатів буде нормою, а не винятком”, – каже Мадхусудхан. Він передбачає, що коли Веб почне вивчати прохолодніші планети, близькі за розміром до Землі, будуть деякі справжні сюрпризи – можливо, деякі гази, які можуть свідчити про те, чи підходять планети для життя. “Це може бути будь-чий здогад”, – каже він. “Цілий зоопарк хімікатів можливий”.