CNN: "Джеймс Уэбб" впервые обнаружил водяной пар на скалистой экзопланете

Космический телескоп "Джеймс Уэбб" обнаружил водяной пар у поверхности скалистой экзопланеты, которая вращается вокруг звезды, расположенной в 26 световых годах от Земли.

Теперь астрономы пытаются определить, является ли этот водяной пар свидетельством присутствия атмосферы на этой планете. Если окажется, что это так, это станет первым открытием наличия атмосферы вокруг скалистой экзопланеты.

Маленькие и холодные красные карлики – самые распространенные звезды во вселенной. Экзопланеты, обнаруженные в "обитаемой зоне" – то есть на таком расстоянии от звезды, которое позволяет планете быть достаточно теплой, чтобы на ее поверхности вода могла существовать в жидком состоянии, – зачастую находятся на очень близком расстоянии от красных карликов, потому что они не такие теплые, как Солнце.

Красные карлики испускают ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, которое способно разрушать хрупкие слои газа, поэтому ученые задаются вопросом, могут ли скалистые планеты, вращающиеся вокруг них, поддерживать или восстанавливать атмосферу.

Астрономы наблюдали за горячей скалистой экзопланетой под названием GJ 486 b с помощью телескопа "Джеймс Уэбб". Эта планета примерно на 30% больше Земли и имеет гораздо более мощную поверхностную гравитацию, чем Земля.

Планета GJ 486 b находится так близко к своей материнской звезде, что она совершает один оборот вокруг нее каждые 1,5 земных дня, и благодаря этой близости ее поверхность нагревается до температуры 430 градусов по Цельсию. Астрономы считают, что одна сторона этой планеты всегда обращена к звезде, а другая никогда не освещается светом звезды, то есть является ночной стороной – именно так Луна вращается вокруг Земли.

Хотя чрезвычайно высокие температуры делают планету слишком горячей, чтобы она могла быть обитаемой, в ходе наблюдений за GJ 486 b с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона "Уэбба" ученым удалось обнаружить признаки водяного пара. Материалы исследования с подробным описанием результатов наблюдений уже приняты для публикации в журнале Astrophysical Journal Letters.

Наличие водяного пара может свидетельствовать о том, что у GJ 486 b все же есть атмосфера, несмотря на высокую температуру ее поверхности и близость к звезде.

Хотя ранее ученые уже обнаруживали водяной пар на газообразных планетах, до сих пор им не удавалось найти атмосферы вокруг скалистых экзопланет. Если это случится, это станет по-настоящему знаковым событием, потому что людям удастся найти скалистую экзопланету с атмосферой, подобную планетам нашей Солнечной системы, таким как Земля и Марс.

"Обнаружение водяного пара в атмосфере на горячей скалистой планете станет крупным прорывом в науке об экзопланетах. Но мы должны соблюдать осторожность и убедиться, что этот пар исходит не от звезды", – отметил в своем заявлении соавтор исследования Кевин Стивенсон (Kevin Stevenson), ведущий специалист программы наблюдений "Уэбба" в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд.

Команда, которая ведет наблюдение за GJ 486 b, следила за тем, как планета дважды прошла перед своей звездой, а затем они использовали различные методы, чтобы проанализировать данные, полученные с помощью инструментов телескопа.

Когда планеты проходят перед своими звездами, свет этих звезд проникает сквозь атмосферу планет, что позволяет ученым выявлять химические следы различных газов и элементов. Результаты анализа данных, полученных с телескопа "Уэбб" показали, что вокруг GJ 486 b присутствует водяной пар.

Однако астрономы не спешат с выводами, потому что существует вероятность, что присутствие водяного пара может быть связано с материнской звездой.

"Мы зафиксировали сигнал, и он почти наверняка связан с наличием воды. Но мы пока не можем сказать, является ли эта вода частью атмосферы планеты – то есть что планета имеет атмосферу, – или же мы просто наблюдаем водную сигнатуру, исходящую от звезды", – сказала ведущий автор исследования Сара Моран (Sarah Moran), научный сотрудник в Университете Аризоны в Тусоне.

Водяной пар присутствует даже на нашем Солнце в областях солнечных пятен. Солнечные пятна или звездные пятна – это те области звезд, которые кажутся темными, потому что они холоднее, чем другие части их поверхности.

Поскольку красный карлик, вокруг которого вращается GJ 486 b, намного меньше и холоднее Солнца, в его звездных пятнах может быть больше водяного пара, чем на Солнце, – достаточно, чтобы он породил сигнал, который можно ошибочно интерпретировать как атмосферу экзопланеты, вращающейся близко к звезде.

"Мы не обнаружили свидетельств того, что планета пересекала какие-либо звездные пятна, проходя перед своей звездой.Но это не значит, что на звезде нет пятен в других местах. Однако это именно такой физический сценарий, при котором сигнал о присутствии воды мог бы найти отражение в данных и мог бы выглядеть как свидетельство наличия атмосферы у планеты", – сказал соавтор исследования Райан Макдональд (Ryan MacDonald), научный сотрудник НАСА в Мичиганском университете в Анн-Арборе.

Жар и излучение звезды, скорее всего, со временем должны разрушать потенциальную атмосферу GJ 486 b. Если на экзопланете в настоящее время есть атмосфера, ее необходимо постоянно восполнять, и для этого нужен источник, например пар из вулканов.

Дальнейшие наблюдения за планетой с помощью различных инструментов на телескопе "Уэбб" помогут узнать дополнительные подробности об источнике водяного пара.

"Этот телескоп оснащен множеством инструментов, которые помогут определить, действительно ли у этой планеты есть атмосфера", – добавил Стивенсон.