Телескоп Webb обнаружил загадочный водяной пар в соседней звездной системе

Космический телескоп "Джеймс Вебб" обнаружил водяной пар вокруг каменистой экзопланеты, вращающейся вокруг звезды, расположенной на расстоянии 26 световых лет от Земли.

Теперь астрономы пытаются определить, является ли этот водяной пар индикатором того, что это первое известное наличие атмосферы вокруг каменистой экзопланеты.

Небольшие, прохладные красные карликовые звезды - самые распространенные звезды во Вселенной. Экзопланеты, найденные в "обитаемой зоне" - идеальном расстоянии от звезды, позволяющем планете быть достаточно теплой, чтобы на ее поверхности могла находиться жидкая вода, - часто обращаются вокруг красных карликов очень близко, поскольку они не такие теплые, как звезды-карлики.

Красные карликовые звезды испускают ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, способное разрушить хрупкие слои газа, что заставляет ученых задаться вопросом, могут ли каменистые планеты, вращающиеся вокруг них, сохранить - или восстановить - атмосферу.

Астрономы наблюдали горячую каменистую экзопланету под названием GJ 486 b с помощью телескопа Webb. Планета примерно на 30% больше Земли и имеет гораздо более сильную поверхностную гравитацию, чем наша планета.

Планета находится так близко к своей звезде-хозяину, что GJ 486 b совершает один оборот вокруг нее каждые 1,5 земных дня, и эта близость нагревает планету до температуры поверхности 800 градусов по Фаренгейту (430 градусов по Цельсию). Астрономы считают, что планета находится в приливной зоне, то есть одна ее сторона всегда обращена к звезде, а другая является постоянной ночной стороной - подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли.

Хотя палящие температуры делают планету слишком горячей, чтобы быть пригодной для жизни, наблюдения за GJ 486 b с помощью спектрографа Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне выявили намеки на водяной пар. Исследование с подробным описанием полученных результатов было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Наличие водяного пара может свидетельствовать о том, что GJ 486 b каким-то образом имеет атмосферу, несмотря на ее тепло и близость к звезде.

Тайна водяного пара

Хотя водяной пар уже был обнаружен на газообразных экзопланетах, ученым еще предстоит найти атмосферу вокруг каменистой экзопланеты - это было бы знаковым событием, поскольку в этом случае она была бы похожа на такие планеты нашей Солнечной системы, как Земля и Марс, которые считаются каменистыми.

"Водяной пар в атмосфере горячей каменистой планеты стал бы большим прорывом для науки об экзопланетах. Но мы должны быть осторожны и убедиться, что виновником не является звезда", - сказал соавтор исследования Кевин Стивенсон, главный исследователь программы наблюдений Webb в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд.

Команда, наблюдавшая за GJ 486 b, проследила за тем, как планета дважды пересеклась перед своей звездой, а затем использовала несколько методов для анализа данных, полученных приборами телескопа.

Когда планеты проходят перед своими звездами, что также известно как транзит, свет звезд может проникать через атмосферу планеты и выделять химические следы различных газов и элементов. Результаты анализа данных "Уэбба" указывают на присутствие водяного пара вокруг GJ 486 b.

Однако астрономы с осторожностью относятся к интерпретации полученных результатов, поскольку возможно, что водяной пар связан с самой звездой.

"Мы видим сигнал, и он почти наверняка вызван водой. Но мы пока не можем сказать, является ли эта вода частью атмосферы планеты, что означает, что у планеты есть атмосфера, или мы просто видим сигнал воды, исходящий от звезды", - сказала в своем заявлении ведущий автор исследования Сара Моран, постдокторский научный сотрудник Аризонского университета в Тусоне.

Водяной пар существует даже на нашем Солнце в районах солнечных пятен. Солнечные пятна или звездные пятна - это области, которые кажутся темными на звездах, потому что они холоднее, чем другие части поверхности. Поскольку красная карликовая звезда GJ 486 b намного меньше и холоднее Солнца, она может содержать еще больше водяного пара в своих звездных пятнах - достаточно, чтобы создать сигнал, который может быть ошибочно интерпретирован как планетарная атмосфера, окружающая близко вращающуюся экзопланету, считают исследователи."Мы не наблюдали свидетельств того, что планета пересекает какие-либо звездные точки во время транзитов. Но это не означает, что на звезде нет других пятен. И это именно тот физический сценарий, который запечатлеет этот сигнал воды в данных и в итоге может выглядеть как планетарная атмосфера", - сказал в своем заявлении соавтор исследования Райан Макдональд, научный сотрудник НАСА имени Сагана в Мичиганском университете в Энн-Арборе. Тепло и излучение от звезды, вероятно, со временем разрушат потенциальную атмосферу GJ 486 b. Если экзопланета в настоящее время имеет атмосферу, то она должна пополняться из постоянного источника, например, из вулканического пара. Будущие наблюдения за планетой с помощью различных инструментов телескопа Уэбба могут выявить дополнительные подробности об источнике водяного пара."Именно объединение нескольких инструментов позволит точно определить, есть ли у этой планеты атмосфера или нет", - сказал Стивенсон.