JWST сделал первые снимки экзопланеты с возможным животворным газом
Новые снимки космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показывают первую планету, содержащую углекислый газ, обнаруженную за пределами Солнечной системы, демонстрируя новаторские исследовательские возможности телескопа.
Об этом рассказывает издание Последние события со ссылкой на пресс-релиз НАСА.
Астрономам, изучающим формирование планет, уже известна многопланетная система HR 8799 на расстоянии 130 световых лет от Земли. Новое исследование подтверждает способность JWST измерять химический состав атмосферы экзопланет и предполагает, что четыре планеты сформировались подобно Юпитеру и Сатурну, объединившись вокруг твердого ядра.
Имея возраст всего 30 миллионов лет, HR 8799 является относительно молодой по сравнению с нашей Солнечной системой, возрастом 4,6 миллиарда лет. Из-за своего недавнего бурного формирования еще горячие планеты излучают большое количество инфракрасного света, предоставляя ученым важные данные о звездообразовании.
Хотя ученые определили два способа формирования гигантских планет, они не определили, какой из них является более распространенным во Вселенной. Один способ заключается в медленном накоплении твердых ядер, как в нашей Солнечной системе, а другой -- в быстром коллапсе газа в диске, остывающем вокруг молодой звезды. Определив самый распространенный метод, астрономы смогут лучше понять внесолнечные тела.
"Мы надеемся, что такие исследования помогут нам понять нашу собственную Солнечную систему, жизнь и нас самих по сравнению с другими экзопланетными системами, чтобы мы могли контекстуализировать наше существование", - сказал руководитель проекта Уильям Балмер из Университета Джона Хопкинса. "Мы хотим получить изображения других систем и увидеть, насколько они похожи или отличаются от нашей. Отсюда мы можем попытаться понять, насколько странной является наша Солнечная система - или же насколько нормальной".
Астрономы получили прямые изображения лишь нескольких экзопланет, поскольку они гораздо тусклее звезд, и их трудно разглядеть на таких больших расстояниях от Земли. Уникальные возможности JWST позволяют платформе улавливать определенные длины волн, чтобы ответить на давние астрономические вопросы. Один из них -- различение далеких коричневых карликов, звездоподобных объектов, которые не смогли накопить достаточно массы для воспламенения ядерного синтеза, и настоящих планет-гигантов.
"У нас есть и другие доказательства, указывающие на то, что эти четыре планеты HR 8799 образовались с помощью такого восходящего подхода", - сказал Лоран Пуйо, астроном из Научного института космических телескопов, который был одним из руководителей работы.
"Насколько это типично для долгопериодических планет, непосредственное изображение которых мы можем получить? Мы еще не знаем, но мы предлагаем больше наблюдений Уэбба, вдохновленные нашей диагностикой углекислого газа, чтобы ответить на этот вопрос", - добавил Пуйо.
JWST делает изображения под названием "коронограммы", которые создаются путем блокирования света от ярких звезд, как во время затмения, чтобы сделать тусклые тела более заметными на черном фоне космоса. Команда использовала эту технику, чтобы зафиксировать атмосферные детали, такие как специфический газовый состав.
Их целью был диапазон длин волн 3-5 микрометров, в пределах которого они обнаружили элементы, тяжелее ожидаемых, что свидетельствует о медленном формировании аккреции. Чувствительность метода визуализации была настолько высокой, что он первым обнаружил HR 8799, самую отдаленную планету системы.
"Это то, что ученые делали для транзитных планет или изолированных коричневых карликов с момента запуска JWST", - сказал Пуэйо.
"Мы знали, что JWST может измерять цвета внешних планет в системах с полученным прямым изображением. Мы ждали 10 лет, чтобы подтвердить, что наши тонко настроенные операции телескопа также позволят нам получить доступ к внутренним планетам. Теперь результаты получены, и мы можем делать с ними интересные научные исследования", - сказал Реми Саммер, предыдущий руководитель операций коронографа JWST.
Хотя это первое прямое свидетельство существования экзопланеты, содержащей углекислый газ, JWST нашел косвенные доказательства наличия CO₂ на экзопланете WASP-39b в 2022 году. Астрономы собрали эти доказательства, наблюдая за тем, как звездный свет менялся при фильтрации через атмосферу, когда WASP-39b двигалась перед своей звездой. Команда планирует наблюдать за другими газовыми гигантами для сравнения с теоретическими моделями, улучшая понимание более широкого космоса, а также нашей собственной Солнечной системы.
"Эти гигантские планеты имеют достаточно большое значение", - говорит Балмер. "Если эти огромные планеты действуют как шары для боулинга, проходя через вашу Солнечную систему, они могут разрушать, защищать или делать понемногу и то, и другое для таких планет, как наша, поэтому понимание их формирования является важным шагом к пониманию формирования, выживания и пригодности к жизни планет, подобных Земле, в будущем".
Статья с исследованием появилась 17 марта 2025 года в The Astrophysical Journal.