Космічний телескоп імені Джеймса Вебба знову здійснив те, що не вдавалося ані «Спітцеру», ані «Габблу» – зафіксував перший чіткий доказ наявности вуглекислого газу в атмосфері планети за межами Сонячної системи.

Відкриття стосується гарячого газового гіганта WASP-39 b, розташованого за 700 світлових років від нас. Масою планета вчетверо поступається Юпітеру, проте в 1,3 раза перевищує його за діаметром. На відміну від гігантів Сонячної системи, WASP-39 b знаходиться дуже близько до свого світила – у 8 разів ближче, ніж Меркурій до Сонця. Повний оберт орбітою планета здійснює лише за 4 дні, а температура її атмосфери сягає 900°C.

У ході попередніх спостережень, зокрема за допомогою телескопів ім. Габбла та ім. Спітцера, в атмосфері WASP-39 b було виявлено водяну пару, натрій та калій. За допомогою телескопа ім. Джеймса Вебба до цього списку вдалося додати двоокис вуглецю.

Подібні дослідження ведуться методом абсорбційної спектроскопії: оскільки різні речовини поглинають різні спектри випромінювання, склад атмосфери планети можна дізнатися за спектром світла, що пройшло через неї. Що стосується WASP-39 b, задачу спростили її короткий орбітальний період – отже, часті проходи на тлі рідної зірки – і «роздута» атмосфера.

Нові дані було отримано за допомогою спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону NIRSpec. У них вчені виявили невеликий пік у діапазоні довжин хвиль проміж 4,1 та 4,6 мікрона – перший чіткий доказ наявности вуглекислого газу в атмосфері екзопланети.

Жодному телескопу до цього не вдавалося досягти такої високої точности в діапазоні між 3 і 5,5 мікрона. Доступ до цієї частини спектра – ключ до виявлення води, метану та вуглекислого газу в атмосферах екзопланет.

Виявлення настільки чіткого сліду вуглекислого газу на WASP-39 b сповнює надії на більше подібних атмосферних відкриттів на планетах розміром із Землю.

Наталі Баталья, головна авторка праці

Нам важливо знати склад атмосфери планети, оскільки він дозволяє нам зазирнути глибоко у її минуле:

Молекули вуглекислого газу зберігають у собі історію формування планети. Вимірявши вміст двоокису вуглецю, ми можемо виявити, скільки твердої та газоподібної речовини пішло на формування цього газового гіганта. Упродовж поточного десятиріччя телескоп ім. Джеймса Вебба проведе такі виміри для низки планет, що дасть нам уявлення про процес їхнього народження і про те, наскільки унікальною є Сонячна система.

Майк Лайк, співавтор праці

Ця наукова праця – частина низки досліджень, що включають спостереження за WASP-39 b і двома іншими планетами за допомогою декількох інструментів телескопа ім. Джеймса Вебба. Дані було надано вченим у рамках проєкту Early Release Science, метою якого є забезпечити науковому співтовариству легкий доступ до високоякісних спостережень телескопа.

Джерело