Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Космический телескоп Джеймса Уэбба раскрывает химические секреты далекого мира, открывая путь для изучения планет

Космический телескоп Джеймса Уэбба раскрывает химические секреты далекого мира, открывая путь для изучения планет
С тех пор как в 1995 году была открыта первая планета, вращающаяся вокруг звезды, отличной от Солнца, стало ясно, что планеты и планетные системы более разнообразны, чем мы могли себе представить. Такие экзопланеты дают нам возможность изучить, как планеты ведут себя в разных ситуациях. И изучение их атмосферы является важной частью головоломки.


Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА (JWST) — самый большой телескоп в космосе. Запущенный на Рождество 2021 года, он стал идеальным инструментом для исследования миров. Теперь ученые впервые использовали телескоп, чтобы раскрыть химический состав экзопланеты. И данные, выпущенные в виде препринта (еще не опубликованы в рецензируемом журнале), предлагают некоторые неожиданные результаты.

Многие экзопланеты находятся слишком близко к своим родительским звездам, чтобы даже этот мощный телескоп мог их различить. Но мы можем использовать трюк, наблюдая, как планета проходит перед своей звездой. Во время транзита планета блокирует небольшую часть звездного света, и еще меньшая часть звездного света фильтруется через внешние слои атмосферы планеты.

Газы в атмосфере поглощают часть света, оставляя отпечатки на звездном свете в виде уменьшения яркости определенных цветов или длин волн. JWST особенно подходит для изучения атмосферы экзопланет, потому что это инфракрасный телескоп. Большинство газов, находящихся в атмосфере, таких как водяной пар и углекислый газ, поглощают инфракрасный, а не видимый свет.

Международная группа исследователей экзопланет использовали JSTW для изучения планеты размером примерно с Юпитер под названием WASP-39b. В отличие от Юпитера, этому миру требуется всего несколько дней, чтобы совершить оборот вокруг своей звезды, поэтому его температура превышает 827°C. Это дает прекрасную возможность изучить, как планетарная атмосфера ведет себя в экстремальных температурных условиях.

Ученые использовали JWST, чтобы восстановить наиболее полный спектр этой планеты. По сути, эта работа представляет собой первую химическую инвентаризацию атмосферы планеты.


Известно, что большая часть атмосферы такой большой планеты должна состоять из смеси водорода и гелия — самых легких и самых распространенных газов во Вселенной. А телескоп Хаббл ранее обнаруживал там водяной пар, натрий и калий.

Ученые смогли подтвердить обнаружение и произвести измерение количества водяного пара. Данные также предполагают наличие других газов, включая двуокись углерода, угарный газ и неожиданно двуокись серы.

Имея измерения того, сколько каждого из этих газов присутствует в атмосфере, можно оценить относительное количество элементов, из которых состоят газы, — водорода, кислорода, углерода и серы. Планеты формируются в диске из пыли и газа вокруг молодой звезды, и ожидается, что разные количества этих элементов будут доступны молодой планете на разных расстояниях от звезды.

У WASP-39b относительно низкое количество углерода по сравнению с кислородом, что указывает на то, что он сформировался на большем расстоянии от звезды, где мог легко поглощать водяной лед с диска (увеличивая содержание кислорода), по сравнению с его нынешним состоянием на очень близкой орбита. Если планета мигрировала, это могло бы помочь в развитии теорий о формировании планет и поддержало бы идею, что планеты-гиганты в Солнечной системе на ранних этапах тоже изрядно двигались.

Сернистый ключ

Количество серы, которое было обнаружено по отношению к кислороду, довольно велико для WASP-39b. Ученые ожидают, что сера в молодой планетной системе будет больше сконцентрирована в кусках камня и щебня, чем в виде атмосферного газа. Таким образом, это указывает на то, что WASP-39b мог подвергнуться необычному количеству столкновений с серосодержащими кусками породы. Часть этой серы будет выпущена в виде газа.

В атмосфере планеты разные химические вещества реагируют друг с другом с разной скоростью в зависимости от того, насколько она горячая. Обычно они приходят в равновесное состояние, при этом общее количество каждого газа остается стабильным, поскольку реакции уравновешивают друг друга. Ученым удалось предсказать, какие газы будут в атмосфере WASP-39b для ряда начальных точек. Но никто из них не думал о двуокиси серы, вместо этого ожидая, что вся сера будет заперта в другом газе - сероводороде.

Недостающим элементом химической мозаики был процесс фотохимии, когда скорость определенных химических реакций определяется энергией фотонов — частиц света, исходящих от звезды, а не температурой атмосферы. Поскольку WASP-39b очень горячая, а реакции обычно ускоряются при более высоких температурах, не ожидалось, что фотохимия будет настолько важна, как оказалось.


Данные свидетельствуют о том, что водяной пар в атмосфере расщепляется светом на кислород и водород. Затем эти продукты будут реагировать с газообразным сероводородом, в конечном итоге удаляя водород и заменяя его кислородом с образованием диоксида серы.

Что дальше для JWST?

Фотохимия еще более важна на более холодных планетах, которые могут быть обитаемыми — озоновый слой на нашей планете формируется в результате фотохимического процесса. JWST будет наблюдать за скалистыми мирами в системе Trappist-1 в течение первого года. Некоторые из измерений уже были сделаны — и у всех этих планет температура более близкая к земной.

На некоторых из них может даже быть подходящая температура для жидкой воды на поверхности и, возможно, жизни. Понимание того, как фотохимия влияет на состав атмосферы, будет иметь решающее значение для интерпретации наблюдений телескопа Уэбба системы Trappist-1. Это особенно важно, поскольку явный химический дисбаланс в атмосфере может намекать на присутствие жизни, поэтому нужно знать о других возможных объяснениях этого.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
7
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
11
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
1
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
18
На далекой планете обнаружены намеки на жизнь

На далекой планете обнаружены намеки на жизнь

Данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показали, что у экзопланеты вокруг звезды в созвездии Льва есть химические маркеры, которые на Земле связаны с живыми организмами. Но это смутные указания. Так насколько же вероятно, что на этой экзопланете обитает инопланетная жизнь?

Экзопланеты — это миры, вращающиеся вокруг других звезд. Планета, о которой идет речь, называется K2-18b. Она названа так потому, что это была первой открытой планетой, вращающейся вокруг красного карлика К2-18. Существует также K2-18c — вторая открытая планета. Сама звезда тусклее и холоднее Солнца, то есть для того, чтобы получить тот же уровень света, что и мы на Земле, планета должна быть намн...
17.09.23 11:48
0
3
Хищна черная дыра поедает звезду огромными кусками

Хищна черная дыра поедает звезду огромными кусками

Расположенная в соседней галактике солнцеподобная звезда постепенно съедается небольшой, но прожорливой черной дырой, теряя при каждом сближении с ней массу, эквивалентную трем Землям.

Открытие, сделанное астрономами Лестерского университета, опубликовано в журнале Nature Astronomy и представляет собой "недостающее звено" в наших знаниях о черных дырах, разрушающих орбитальные звезды. Оно позволяет предположить, что существует целый зверинец звезд, находящихся в процессе поглощения и до сих пор не обнаруженных. Астрономы обратили внимание на звезду благодаря яркой рентгеновской...
08.09.23 07:09
0
0
Индийские астрономы открыли новую кольцевую галактику

Индийские астрономы открыли новую кольцевую галактику

Совершенно случайно во время анализа данных обзора Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) астрономы из Университета Христа в Бангалоре (Индия) обнаружили новую кольцевую галактику, получившую обозначение DES J024008.08-551047.5. Она может принадлежать к редкому классу галактик с полярным кольцом.

Галактики с полярным кольцом (PRG) представляют собой системы, состоящие из S0-подобной галактики и полярного кольца, которые остаются раздельными в течение миллиардов лет. Обычно внешние полярные кольца, состоящие из газа и звезд, выстроены примерно перпендикулярно главной оси центральной галактики. На сегодняшний день открыто более 400 кандидатов в PRG, и только десятки из них были подтверждены...
05.09.23 16:01
0