Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил воду в атмосфере экзопланеты
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) только что отправил свои первые цветные снимки космоса, но это не единственные данные, которые он предоставил. Наряду с потрясающей мозаикой изображений, НАСА также опубликовало данные об атмосфере далекой экзопланеты, показав, что в ее атмосфере содержится водяной пар. Уэбб в настоящее время является самым мощным телескопом, когда-либо построенным, и он способен анализировать состав планетарных атмосфер в других солнечных системах. Хотя предыдущие телескопы, включая "Хаббл", были способны в некоторой степени анализировать атмосферу экзопланет, "Уэбб" сможет анализировать их гораздо более подробно, предоставляя ученым беспрецедентные объемы данных.
Первая цель на Экзопланете
В качестве своей первой экзопланетной цели ученые выбрали газовую планету-гигант, обозначенную как WASP-96b. WASP-96b находится примерно в 1150 световых годах от нас в созвездии Феникса. Как и Юпитер, WASP-96b является газовым гигантом, но он сильно отличается от всего, что есть в нашей солнечной системе. Его масса всего в два раза меньше массы Юпитера, но его диаметр в 1,2 раза больше, чем у Юпитера. Может показаться странным, что менее массивная планета настолько велика, но WASP-96b на самом деле необычайно пухлая. WASP-96b - это горячий Юпитер, и поэтому он вращается вокруг своей звезды гораздо ближе, чем любая из планет нашей солнечной системы, вращающихся вокруг Солнца. Таким образом, WASP-96b испытывает экстремальные температуры, которые заставляют планету расширяться или “раздуваться”, делая ее больше, чем она была бы в противном случае. WASP-96b вращается так близко к своей звезде, что для завершения одной орбиты требуется всего 3,5 земных дня. Поскольку WASP-96b большой и имеет короткий орбитальный период, он был идеальной первой мишенью для Уэбба.
Как проанализировать атмосферу планеты
Как телескоп анализирует атмосферу планеты? На самом деле этот процесс довольно прост. Когда планета проходит перед своей звездой, свет от звезды должен проходить через атмосферу планеты. При этом атомы и молекулы в атмосфере будут поглощать свет и повторно излучать его в космос. Электроны, вращающиеся вокруг атомов, будут поглощать частицы света, называемые фотонами, и это даст электронам энергию. В результате электроны “перескочат” на более высокий энергетический уровень. Затем электрон испустит тот же самый фотон и вернется к своему первоначальному энергетическому уровню. Интересно, что каждый атом во Вселенной имеет свои собственные уникальные энергетические уровни, и поэтому, определяя энергию фотонов, ученые могут определить, какие атомы поглощали и испускали эти фотоны. Таким образом, состав объекта может быть определен путем анализа света, который он поглощает и излучает. Когда звездный свет проходит через атмосферу планеты, он поглощается и излучается химическими веществами, содержащимися в атмосфере. Наблюдая за светом, который проходит через атмосферу, ученые могут определить состав атмосферы с помощью спектроскопа.
Атмосфера WASP-96b
Первой планетарной атмосферой, проанализированной Уэббом, была атмосфера WASP-96b. Хотя атмосфера этого газового гиганта ранее анализировалась с помощью других телескопов, огромная мощь "Уэбба" позволила ему проанализировать атмосферу с беспрецедентной детализацией. Хотя Уэбб подтвердил предыдущие наблюдения WASP-96b, он также обнаружил кое-что интересное: наличие воды в атмосфере планеты. К сожалению, эта вода не находится в жидкой форме. Скорее всего, Уэбб обнаружил признаки водяного пара и облаков в атмосфере планеты. Тем не менее, это представляет собой удивительное открытие, потому что оно показывает, что Уэбб способен обнаруживать воду на других планетах.
Будущие наблюдения экзопланет
Уэбб проанализирует атмосферы нескольких экзопланет, некоторые из которых потенциально могут быть пригодны для жизни. Фактически, Уэбб обладает способностью определять, может ли атмосфера планеты поддерживать существование жизни. Уэбб будет наблюдать за потенциально пригодными для жизни мирами и искать атмосферы, похожие на Земные. Уэбб потенциально мог бы даже найти свидетельства существования живых существ в зависимости от состава атмосферы.
