Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) зробив ще один важливий крок у дослідженні далеких світів. Астрономи за допомогою його інфрачервоних інструментів виявили можливі ознаки напівважкої води в атмосфері екзопланети WASP-39b, розташованої приблизно за 700 світлових років від Землі.
Хоча ця планета зовсім не схожа на місце, де могла б існувати відома нам форма життя, відкриття має велике значення для розуміння того, як формуються планети та звідки вони отримують воду.
Що таке напівважка вода
Звичайна вода складається з двох атомів водню та одного атома кисню — H₂O. У напівважкій воді один із атомів водню замінений на дейтерій — ізотоп із додатковим нейтроном. Через це молекула стає трохи важчою і має інші спектральні властивості.
Саме такі відмінності дозволяють телескопам на кшталт JWST виявляти різні варіанти води в атмосферах далеких планет. Дослідники хотіли виміряти співвідношення дейтерію до водню (D/H) в атмосфері WASP-39b. Цей показник може розповісти, в яких умовах утворилася планета та як вона змінювалася протягом мільярдів років.
WASP-39b — ідеальна лабораторія для астрономів
WASP-39b давно вважається однією з найкраще вивчених екзопланет. JWST уже спостерігав її атмосферу за допомогою кількох інструментів, отримавши надзвичайно детальний спектр.
Астрономи порівняли комп’ютерні моделі атмосфери планети з реальними даними телескопа. Вони враховували температуру, хмари, склад газів та здатність атмосфери поглинати світло. Результати показали, що співвідношення дейтерію до водню у WASP-39b значно вище, ніж у газових гігантів Сонячної системи. Це дослідження було опубліковано на arXiv.
Чому на планеті так багато дейтерію
Одне з можливих пояснень — поступова втрата звичайної води з атмосфери. WASP-39b — це гарячий газовий гігант із температурою близько 1000 °C. Через слабшу гравітацію та потужне випромінювання своєї зорі планета могла втрачати легші молекули води, тоді як важчі молекули з дейтерієм залишалися.
Інший сценарій полягає в тому, що планета могла сформуватися далеко від своєї зорі, за так званою сніговою лінією, де вода існує у великій кількості у вигляді льоду. Пізніше вона могла переміститися ближче до зорі, перетворившись на гарячий газовий світ. Однак для остаточного підтвердження цього потрібні додаткові дослідження та складніші хімічні моделі.
Важливий крок у пошуку придатних для життя світів
Попри те, що WASP-39b непридатна для життя через екстремальні умови, саме виявлення HDO має велике значення для майбутніх досліджень. Вчені вважають, що напівважка вода може стати одним із ключових маркерів під час вивчення кам’янистих екзопланет, де потенційно можуть існувати сприятливі умови для життя.
JWST уже змінює уявлення людства про далекі світи, дозволяючи не лише знаходити нові планети, а й досліджувати їхню історію за хімічними слідами в атмосферах. Можливо, одного дня подібні методи допоможуть астрономам знайти справді придатний для життя світ — і відповідь на питання, чи самотня Земля у Всесвіті.