Космический телескоп Джеймса Вебба (JWST), запущенный на Рождество 2021 года, продолжает ослеплять нас своими данными и открытиями. Теперь многомерная космическая обсерватория идентифицировала свою первую новую экзопланету под названием LHS 475 b. Находясь на расстоянии всего 41 светового года от Земли в созвездии Октана, экзопланета составляет около 99 процентов диаметра нашего мира.
После изучения объектов, представляющих интерес для спутника НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite, команда из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL) в Мэриленде нашла намеки на существование экзопланеты с помощью JWST. Всего два наблюдения транзита (когда экзопланета проходит перед своей звездой), но спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) JWST четко зафиксировал далекое небесное тело. "Нет никаких сомнений в том, что она существует. Нетронутые данные "Уэбба" подтверждают это", - сказал в своем заявлении Джейкоб Люстиг-Ягер, астроном и астробиолог из APL.
"Тот факт, что это также небольшая каменистая планета, впечатляет обсерваторию", - добавил в заявлении Кевин Стивенсон, астроном из APL,
JWST может охарактеризовать атмосферу экзопланет, размер которых близок к земному. Команда попыталась оценить атмосферу LHS 475 b, проанализировав ее спектр пропускания. По данным НАСА, "когда свет звезды проходит через атмосферу планеты, часть света поглощается атмосферой, а часть проходит сквозь нее. Темные линии и тусклые полосы света в спектре пропускания соответствуют атомам и молекулам в атмосфере планеты. Количество пропускаемого света также зависит от плотности атмосферы и ее температуры".
Как показывает этот спектр пропускания, JWST не наблюдал обнаруживаемого количества какого-либо элемента или молекулы на экзопланете LHS 475 b. Данные (белые точки) соответствуют спектру без особенностей, характерному для планеты, не имеющей атмосферы (желтая линия). Фиолетовая линия представляет атмосферу из чистого диоксида углерода и при нынешнем уровне точности неотличима от плоской линии. Зеленая линия представляет чистую метановую атмосферу, что не является предпочтительным, так как если бы метан присутствовал, то он должен был бы блокировать больше звездного света в области 3,3 микрона. Иллюстрация: NASA, ESA, CSA, Л. Хустак (STScI); Наука: К. Стивенсон, Дж. Люстиг-Ягер, Э. Мэй (Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса), Г. Фу (Университет Джонса Хопкинса) и С. Моран (Университет Аризоны).Данные показывают, что экзопланета представляет собой земной (не покрытый водой) мир размером с Землю, но неизвестно, есть ли у нее атмосфера.
"Данные обсерватории прекрасны", - отметила в своем заявлении Эрин Мэй, астрофизик из APL. "Телескоп настолько чувствителен, что может легко обнаружить целый ряд молекул, но мы пока не можем сделать никаких окончательных выводов об атмосфере LHS 475 b".
Тем не менее, команда может определенно сказать, чего там нет. "Есть несколько атмосфер земного типа, которые мы можем исключить", - пояснил Лустиг-Ягер. "У него не может быть толстой атмосферы с преобладанием метана, как у луны Сатурна Титана".
Хотя возможно, что экзопланета не имеет атмосферы, некоторые условия окружающей среды не исключены. Одним из таких условий является атмосфера из чистого углекислого газа. "Как ни странно, атмосфера, состоящая на 100 процентов из углекислого газа, настолько компактнее, что ее очень трудно обнаружить", - говорит Люстиг-Ягер. Чтобы отличить атмосферу из чистого углекислого газа от полного отсутствия атмосферы, потребуются еще более точные измерения, которые команда планирует получить этим летом.
JWST также показал, что LHS 475 b намного теплее Земли. Если будут обнаружены облака, то она может быть больше похожа на Венеру, которая имеет атмосферу из углекислого газа. Кроме того, он завершает орбиту всего за два дня, что удалось выявить благодаря точной кривой блеска, полученной с помощью NIRSpec телескопа JWST.
Результаты, подобные выводам JWST, также открывают возможности для точного обнаружения экзопланет размером с Землю, вращающихся вокруг небольших красных карликовых звезд. "Это подтверждение подчеркивает точность инструментов миссии", - сказал Стивенсон.
Помимо LHS 475 b, НАСА подтвердило наличие более 5 000 экзопланет с помощью многочисленных инструментов поиска в глубоком космосе. Этот список невероятно разнообразен: некоторые из них похожи на галечный рельеф Марса, а другие - на газовые гиганты типа Юпитера. Некоторые из них вращаются сразу вокруг двух звезд, другие - вокруг давно погасших звезд. Вполне вероятно, что только в галактике Млечный Путь существуют сотни миллиардов экзопланет. JWST сможет рассказать ученым еще больше об этих других мирах.
"Мы только начали изучать поверхность их атмосфер. И это только первое из многих открытий, которые он сделает", - заявил Лустиг-Ягер. "С этим телескопом каменистые экзопланеты - это новый рубеж".
Поправка (19 января 2023 года): В статье первоначально говорилось, что когда экзопланета "транзитирует", она проходит перед своей луной, что неверно. Она проходит перед своей звездой.