Впервые за всю историю изучения космоса учеными был обнаружен газ CO2 в атмосфере планеты, которая находится за пределами Солнечной системы. Речь идет о WASP-39b, эта экзопланета представляет собой газового гиганта размером с Сатурн, который находится на расстоянии 700 световых лет от Земли. Открытие имеет большое значение для науки. Наличие того или иного газа в атмосфере многое говорит ученым о ее происхождении, в том числе это касается и углекислого газа. Кроме того, планета может быть потенциально пригодной для жизни на ней. Но даже не это самое главное в данной находке. Ученых впечатлило нечто другое, о чем мы спешим вам рассказать.

На расстоянии 700 световых лет ученые обнаружили экзопланету с углекислым газом в атмосфере

Почему обнаружение экзопланеты с углекислым газом — это большое достижение?

Обнаружить углекислый газ в атмосфере далекой планеты удалось телескопу Джеймса Уэбба. Напомним, что этот аппарат был запущен в космос в декабре прошлого года. Его стоимость составила 10 миллиардов долларов, о чем мы рассказывали ранее.

Как утверждают специалисты, нынешнее открытие в первую очередь показывает, насколько быстро телескоп Джеймса Уэбба способен идентифицировать такие газы, как метан или аммиак. Наличие этих и некоторых других газов в атмосфере планет говорит о том, что они могут быть пригодны для жизни. Другими словами, телескоп дает человечеству больше шансов отыскать жизнь в космосе, если только она существует за пределами нашей планеты.

«Телескоп Джеймса Уэбба открывает новую эру изучения атмосферы экзопланет” — считает Никку Мадхусудхан, сотрудник Кембриджского университета.

Способность телескопа обнаруживать углекислый газ, метан и ряд других редких газов связан с тем, что аппарат чувствителен к инфракрасному излучению, в отличие от таких своих “собратьев”, как Хаббл и Спитцер. Эти телескопы обнаруживали водяной пар, метан и угарный газ только в атмосферах гигантских горячих экзопланет.

Старичок Хаббл совершил много открытий, однако по своим возможностям он сильно уступает телескопу Джеймса Уэбба

Как телескоп определяет тип газа в атмосферах планет

Как вообще телескопу удается определять какие газы присутствуют в атмосфере планет, расположенных на расстоянии в сотни световых лет от Земли? Разумеется, взять пробу на анализ невозможно. Единственный способ получить информацию — проанализировать световой поток.

Телескоп улавливает свет от звезды, вокруг которой вращается та или иная планета. Когда этот свет проходит сквозь атмосферу планеты, он несет в себе “отпечатки” ее состава. Дело в том, что каждый газ поглощает световой поток с определенной длиной волны. В результате возникают провалы, когда свет звезды распределяется по спектру.

Определить тип газа в атмосфере планеты можно по световому потоку, который проходит сквозь ее атмосферу

Таким образом спектральный анализ позволяет определить какие именно газы отфильтровали световой поток. Но не все так просто. Большинство газов, которые интересуют ученых, поглощают свет в инфракрасном диапазоне. Поэтому раньше вывить их в атмосферах планет было невозможно. Теперь же на телескоп Джемса Уэбба ученые возлагают большие надежды. Он сможет определить редкие газы в атмосферах маленьких планет, таких как Земля. Вполне возможно, что экзопланеты с такими газами существуют на сравнительно небольшом расстоянии от нас.

Что известно об экзопланете с углекислым газом в атмосфере

Как мы сказали выше, в качестве объекта для своих первых наблюдений ученые выбрали горячего газового гиганта WASP-39b. Планета совершает полный оборот вокруг своей звезды за 4 дня. Орбита имеет гораздо меньший диаметр, чем даже Меркурий.

Спектральный анализ настолько четко показал наличие углекислого газа в атмосфере, что сомнений быть не может. Ученые сообщают об этом на сервере препринтов arXiv. Статья также будет опубликована в журнале Nature.

Телескоп Джемса Уэбба способен выявлять редкие газы в атмосфере экзопланет

Кроме CO2 ученые нашли в атмосфере еще один газ, но пока не называют его, так как результат требует дополнительно проверки. Надо сказать, что ранее другими телескопами на этой же планете был обнаружен водяной пар, натрий и калий. Тогда были сделаны выводы о том, что планета может содержать большие запасы воды. Однако более подробная информация о составе атмосферы WASP-39b появится в ближайшие месяцы после анализа новых данных.

Как появлялись планеты-гиганты

Наличие углекислого газа в атмосфере планеты говорит о доле элементов в ее составе, которые тяжелее гелия. Как известно, основой для всей видимой материи, возникшей в результате Большого взрыва, является водород и гелий. Все что тяжелее этих двух элементов образовалось в звездах гораздо позже Большого взрыва.

Экзопланета WASP-39b по размеру и массе напоминает Сатурн

По мнению ученых, большой запас тяжелых элементов имел решающее значение при возникновении планет-гигантов. На этапе, когда планета формируется из различных материалов, окружающих звезду, тяжелые элементы образуют зерна и гальку, а затем сливаются в ядро. Постепенно оно накапливает массу и под действием гравитации начинает притягивать газы. В результате со временем планета превращается в газового гиганта.

По содержанию CO2 в атмосфере WASP-39b, исследователи пришли к выводу, что “металличность” этой планеты, то есть наличие твердых веществ, аналогична Сатурну. Это отчасти подтверждает и тот факт, что масса WASP-39b соответствует массе Сатурна. Вполне возможно, что планеты имеют похожую историю, несмотря на то, что орбиты у них совершенно разные.

Но это далеко не все выводы, сделанные благодаря телескопу Джеймса Уэбба. По словам ученых, впереди нас ждут настоящие сюрпризы.