Џејмс Веб телескопот откри метан, јаглерод, во својата атмосферата на планетата К2-18 б
Слика: Концепт на уметник-Егзопланета К2-18 б
Концептот на овој уметник покажува како би можела да изгледа егзопланетата K2-18 b врз основа на научни податоци. К2-18 б, егзопланета 8,6 пати помасивна од Земјата, орбитира околу студената џуџеста ѕвезда К2-18 во зоната погодна за живеење и се наоѓа на 120 светлосни години од Земјата. Новата истрага со вселенскиот телескоп Џејмс Веб на НАСА за К2-18 б откри присуство на молекули кои носат јаглерод, вклучувајќи метан и јаглерод диоксид. Изобилството на метан и јаглерод диоксид и недостигот на амонијак ја поддржуваат хипотезата дека може да има воден океан под атмосфера богата со водород во К2-18 б.
Илустрација: NASA, CSA, ESA, J. Olmsted (STScI), Наука: N. Madhusudhan (Универзитет Кембриџ)
Првиот увид во атмосферските својства на оваа егзопланета во зоната на живеење дојде од набљудувањата со вселенскиот телескоп Хабл на НАСА , што поттикна дополнителни студии кои оттогаш го сменија нашето разбирање за системот.K2-18 b орбитира околу студената џуџеста ѕвезда К2-18 во зоната погодна за живеење и лежи на 120 светлосни години од Земјата во соѕвездието Лав. Егзопланетите како К2-18 б, кои имаат големини помеѓу оние на Земјата и Нептун, не се слични на ништо во нашиот Сончев систем. Овој недостаток на еквивалентни блиски планети значи дека овие „поднептуни“ се слабо разбрани, а природата на нивната атмосфера е предмет на активна дебата меѓу астрономите.
Предлогот дека под Нептун К2-18 б би можел да биде Хикеска егзопланета е интригантна, бидејќи некои астрономи веруваат дека овие светови се ветувачки средини за барање докази за живот на егзопланети.
„Нашите наоди ја нагласуваат важноста да се земат предвид различните средини погодни за живот во потрагата по живот на друго место“, објасни Нику Мадхусудан, астроном од Универзитетот во Кембриџ и главен автор на трудот што ги објавува овие резултати. „Традиционално, потрагата по живот на егзопланетите се фокусираше првенствено на помали карпести планети, но поголемите светови на Хикеј се значително попогодни за атмосферски набљудувања.
Изобилството на метан и јаглерод диоксид и недостигот на амонијак ја поддржуваат хипотезата дека може да има воден океан под атмосфера богата со водород во К2-18 б. Овие првични Webb набљудувања обезбедија и можно откривање на молекула наречена диметил сулфид (DMS). На Земјата, ова го произведува само животот. Најголемиот дел од DMS во атмосферата на Земјата се испушта од фитопланктонот во морските средини.
Слика: Спектар на К2-18 б
Спектрите на K2-18 b, добиени со Webb's NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) и NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), прикажуваат изобилство на метан и јаглерод диоксид во атмосферата на егзопланетата, како и можно откривање на молекула наречена диметил сулфид (DMS). Откривањето на метан и јаглерод диоксид и недостигот на амонијак, ја поддржуваат хипотезата дека може да има воден океан под атмосфера богата со водород во K2-18 b. K2-18 b, 8,6 пати помасивен од Земјата, орбитира околу студената џуџеста ѕвезда К2-18 во зоната погодна за живеење и се наоѓа на 120 светлосни години од Земјата.
Илустрација: НАСА, CSA, ESA, R. Crawford (STScI), J. Olmsted (STScI), Наука: N. Madhusudhan (Универзитет Кембриџ)
Заклучокот на DMS е помалку цврст и бара дополнителна валидација. „Претстојните Webb набљудувања треба да можат да потврдат дали DMS навистина е присутен во атмосферата на K2-18 b на значајни нивоа“, објасни Мадусудан.
Додека K2-18 b лежи во зоната погодна за живеење, и сега е познато дека има молекули кои носат јаглерод, тоа не мора да значи дека планетата може да поддржува живот. Големата големина на планетата - со радиус 2,6 пати поголем од радиусот на Земјата - значи дека внатрешноста на планетата веројатно содржи голема обвивка од мраз под висок притисок, како Нептун, но со потенка атмосфера богата со водород и површина на океанот. Се предвидува дека хикејските светови имаат океани од вода. Сепак, можно е и океанот да е премногу жежок за да може да се живее или да биде течен.
„Иако овој вид на планета не постои во нашиот Сончев систем, под-Нептуните се најчестиот тип на планета познат досега во галаксијата“, објасни членот на тимот Субхаџит Саркар од Универзитетот во Кардиф. „Досега го добивме најдеталниот спектар на под-Нептун во зоната на живеење, и тоа ни овозможи да ги откриеме молекулите што постојат во неговата атмосфера“.
Карактеризирањето на атмосферите на егзопланетите како K2-18 b - што значи идентификување на нивните гасови и физички услови - е многу активна област во астрономијата. Сепак, овие планети се надминати - буквално - од сјајот на нивните многу поголеми матични ѕвезди, што го прави истражувањето на атмосферите на егзопланетите особено предизвикувачко.
Тимот го заобиколи овој предизвик со анализа на светлината од матичната ѕвезда на K2-18 b додека минуваше низ атмосферата на егзопланетата. K2-18 b е транзитна егзопланета, што значи дека можеме да откриеме пад на светлината додека поминува низ лицето на нејзината ѕвезда домаќин. Вака за прв пат беше откриена егзопланетата во 2015 година со мисијата К2 на НАСА. Ова значи дека за време на транзитот, мал дел од ѕвездената светлина ќе помине низ атмосферата на егзопланетата пред да стигне до телескопи како Веб. Преминот на ѕвездената светлина низ атмосферата на егзопланетата остава траги кои астрономите можат да ги спојат за да ги одредат гасовите од атмосферата на егзопланетата.
„Овој резултат беше возможен само поради продолжениот опсег на бранови должини и невидената чувствителност на Веб, што овозможи робусно откривање на спектрални карактеристики со само два транзита“, рече Мадхусудан. „За споредба, едно транзитно набљудување со Веб обезбеди споредлива прецизност со осум набљудувања со Хабл спроведени во текот на неколку години и во релативно тесен опсег на бранови должини.
„Овие резултати се производ на само две набљудувања на K2-18 b, со уште многу на пат“, објасни членот на тимот Саввас Константину од Универзитетот во Кембриџ. „Ова значи дека нашата работа овде е само рана демонстрација на она што Веб може да го набљудува во егзопланетите во зоната на живеење“.
Резултатите од тимот беа прифатени за објавување во The Astrophysical Journal Letters.
Тимот сега има намера да спроведе последователно истражување со спектрографот MIRI (средно-инфрацрвен инструмент) на телескопот за кој се надеваат дека дополнително ќе ги потврди нивните наоди и ќе обезбеди нови сознанија за условите на животната средина на K2-18 b.
„Нашата крајна цел е идентификација на живот на егзопланета погодна за живеење, што ќе го трансформира нашето разбирање за нашето место во универзумот“, заклучи Мадхусудан. „Нашите наоди се ветувачки чекор кон подлабоко разбирање на световите на Хикеј во оваа потрага“.
Вселенскиот телескоп Џејмс Веб е најдобрата опсерваторија за вселенска наука во светот. Веб решава мистерии во нашиот Сончев систем, гледа подалеку во далечните светови околу другите ѕвезди и ги истражува мистериозните структури и потеклото на нашиот универзум и нашето место во него. Веб е меѓународна програма предводена од НАСА со нејзините партнери, ЕСА (Европска вселенска агенција) и Канадската вселенска агенција.