«Джеймс Уэбб» нашел водяной пар в атмосфере планеты близкой к Земле
Эта планета находится всего в 26 световых годах от Земли, и у нее, похоже, есть атмосфера, и в этой атмосфере есть вода... Нет, там слишком жарко жизни, но это ведь не последняя экзопланета.
GJ 486 b примерно на 30% больше Земли и в три раза массивнее. Это скалистый мир с более сильной гравитацией, чем у Земли. Расстояние до экзопланеты — 26 световых лет. Она движется по орбите красного карлика за 1,5 земных дня. Она находится слишком близко к своей звезде, чтобы быть в обитаемой зоне: температура поверхности более 450 градусов по Цельсию. Но наблюдения космического телескопа «Джемс Уэбб» показывают наличие водяного пара.
Водяной пар может быть в атмосфере планеты, но в этом случае атмосферу необходимо постоянно пополнять из-за потерь от звездного излучения. Но не менее вероятным вариантом является и то, что водяной пар исходит из внешнего слоя холодной звезды-хозяина.
Команда астрономов наблюдала два прохода планеты по диску звезды, каждый из которых длился около часа. Затем астрономы использовали три различных метода для анализа полученных данных. Все они дали похожие результаты: «Джемс Уэбб» видит водяной пар.
Хотя водяной пар потенциально может указывать на наличие атмосферы на GJ 486 b, не менее правдоподобным объяснением является водяной пар, исходящий от самой звезды. Удивительно, но даже на нашем Солнце водяной пар есть в солнечных пятнах, поскольку эти пятна очень холодные по сравнению с окружающей поверхностью звезды. Звезда-хозяин GJ 486 b намного холоднее Солнца, поэтому в ее звездных пятнах будет концентрироваться еще больше водяного пара. В результате это может создать сигнал, имитирующий планетарную атмосферу.
«Мы не наблюдали признаков того, что планета пересекает какие-либо звездные пятна во время транзитов. Но мы не можем это исключить. И это именно тот физический сценарий, который запечатлел бы этот сигнал воды в данных», — объяснил Райан Макдональд один из соавторов исследования.
Атмосфера с водяным паром должна постепенно разрушаться под воздействием звездного нагрева и облучения. В результате, если атмосфера существует, она должна постоянно пополняться за счет вулканов, выбрасывающих пар из недр планеты. В этом случае планета напоминает постоянно кипящий чайник.
Красные карлики
Самыми распространенными звездами во Вселенной являются красные карлики, а это значит, что каменистые экзопланеты, скорее всего, будут обнаружены на орбитах таких звезд. Красные карлики — это холодные звезды, поэтому орбита планеты должна проходить достаточно близко к звезде, чтобы вода на ней не замерзала. Такие звезды активны, особенно когда они молоды. Они выделяют ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, которое может разрушить атмосферу планеты. В результате один из важных открытых вопросов в астрономии заключается в том, может ли каменистая планета сохранить или восстановить атмосферу в таких суровых условиях.
Если водяной пар, который увидел «Джеймс Уэбб» связан с планетой, то значит у нее есть атмосфера, несмотря на палящую жару. Водяной пар уже был замечен у газовых экзопланет, но до сих пор атмосфера не была надежно обнаружена ни у одной каменистой экзопланеты.
Для того чтобы провести различие между сценариями планетарной атмосферы и звездного пятна, потребуются наблюдения на более коротких инфракрасных волнах с помощью другого инструмента «Уэбба» — Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS). Астрономы планируют провести такие наблюдения при первой возможности, но это может и не так скоро случится: «Джемс Уэбб» нужен слишком многим.