Космический телескоп обнаружил экзопланету, поверхность которой может быть покрыта океанами
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил доказательства наличия молекул на основе углерода в атмосфере предполагаемого океанического мира. Внесолнечная планета или экзопланета, известная как K2–18 b, является заманчивой целью для астрономов в поисках жизни за пределами Солнечной системы, поскольку предыдущие исследования и наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла показали, что планета может быть океаном.
Гисейский мир изобилует жидкой водой — жизненно важным ингредиентом для жизни. K2–18 b имеет радиус в два-три раза больше земного и расположена на расстоянии 120 световых лет от Солнечной системы.
Новые результаты показали следы углекислого газа и метана в атмосфере K2–18 b без обнаружения аммиака, что, вероятно, указывает на наличие водного океана в атмосфере, богатой водородом. Исследование команды было принято к публикации в Astrophysical Journal Letters.
«Наши результаты подчеркивают важность рассмотрения разнообразных обитаемых сред при поиске жизни в других местах», — заявил в своем заявлении ведущий автор исследования и ученый Кембриджского университета Никку Мадхусудхан. «Традиционно поиски жизни на экзопланетах сосредотачивались в первую очередь на небольших скалистых планетах, но более крупные хайцевские миры значительно более удобны для атмосферных наблюдений».
Имея массу примерно в 8,6 раз больше массы Земли и расположенную в обитаемой зоне своей холодной звезды — области, которая не слишком горячая и не слишком холодная для размещения жидкой воды — K2–18 b представляет собой пример планеты размером от Земли до Солнца. Система ледяного гиганта Нептуна. Эти миры называются «субнептунами» и не похожи ни на одну планету Солнечной системы, что делает их загадкой для астрономов, которые в настоящее время обсуждают природу их атмосфер.
Это исследование должно помочь начать приоткрывать завесу, окружающую атмосферу и условия окружающей среды как субнептуновых, так и хайсских миров.
Помимо обнаружения молекул углерода, результаты JWST также показали возможное присутствие чего-то потенциально более интересного в атмосфере K2–18 b.
Космический телескоп, похоже, обнаружил диметилсульфид (ДМС), который на Земле производится только как побочный продукт жизни, в основном создаваемый фитопланктоном. Команда с осторожностью относится к этому обнаружению, поскольку оно гораздо менее достоверно, чем присутствие молекул углерода. «Предстоящие наблюдения Уэбба должны быть в состоянии подтвердить, действительно ли DMS присутствует в атмосфере K2–18 b на значительных уровнях», — объяснил Мадхусудхан.
Это чувство осторожности следует применять к выводам K2–18b в целом, когда дело доходит до предположений об инопланетной жизни. Даже если на планете есть океан с жидкой водой и атмосфера, содержащая молекулы углерода, это не обязательно означает, что на ней есть жизнь или что экзопланета вообще может поддерживать живые существа.
Ширина планеты примерно в 2,6 раза больше Земли, а это означает, что ее внутренняя часть содержит лед высокого давления, похожий на Нептун, но с более тонкой атмосферой и поверхностью океана. Это означает, что на планете может выкипать жидкая вода, что делает ее океаны слишком горячими для жизни.
Оценка состава атмосфер далеких миров, таких как K2–18 b, — непростая задача, поскольку свет, отражающийся от их атмосфер, очень слабый по сравнению со светом их родительских звезд. Мадхусудхан и его команда сделали это для K2–18 b, ожидая, пока планета пересечет лицо своей звезды с точки зрения JWST. Это означает, что свет родительской звезды светит прямо через атмосферу планеты.
Химические элементы и соединения поглощают и излучают свет определенных и характерных длин волн. Это означает, что, находясь в атмосфере планеты, они оставляют характерный «отпечаток пальца» на звездном свете — «спектры» звезды — когда он проходит через эту атмосферу.
«Этот результат стал возможен только благодаря расширенному диапазону длин волн и беспрецедентной чувствительности JWST, который позволил надежно обнаружить спектральные особенности всего за два прохождения», — объяснил Мадхусудхан. «Для сравнения, одно транзитное наблюдение с помощью JWST обеспечило точность, сопоставимую с восемью наблюдениями с Хабблом, проведенными в течение нескольких лет и в относительно узком диапазоне длин волн».
Результаты команды отражают данные, собранные JWST всего за два прохождения K2–18 b по лицу ее родительской звезды. Впереди еще несколько наблюдений за экзопланетой, но команда, стоящая за этими открытиями, считает, что то, что они видели до сих пор, уже является доказательством мощи JWST: всего один транзит способен доставить столько же данных, сколько Хаббл мог собрать за восемь подобных переправы.
Теперь команда продолжит наблюдать K2–18 b с помощью JWST и, в частности, его прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI), поскольку они стремятся подтвердить свои выводы, а также собрать больше информации об условиях окружающей среды на экзопланете.
«Наша конечная цель — выявление жизни на обитаемой экзопланете, что изменит наше понимание нашего места во Вселенной», — заключил Мадхусудхан. «Наши результаты являются многообещающим шагом на пути к более глубокому пониманию миров Хайса в этом поиске».
