В поисках воды в космосе астрономы сделали беспрецедентное открытие: «Раз и навсегда»

Астрономы, использующие космический телескоп Хаббл, обнаружили молекулы воды в атмосфере маленькой, раскаленной экзопланеты, расположенной в 97 световых годах от Земли.

Согласно новому исследованию, планета, получившая название GJ 9827d, примерно в два раза больше Земли в диаметре, и это самая маленькая экзопланета, у которой в атмосфере обнаружен водяной пар.

Вода необходима для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, но на планете вряд ли может существовать какой-либо вид жизни из-за обжигающих температур, которые превратили бы богатую водой атмосферу в обжигающий пар, отмечает CNN.

Астрономам еще предстоит раскрыть истинную природу атмосферы этого необычного мира, но открытие прокладывает путь для дальнейших исследований, поскольку ученые стремятся понять происхождение планет за пределами нашей Солнечной системы.

Результаты появились в отчете, опубликованном в четверг в Astrophysical Journal Letters.

«Вода на такой маленькой планете является знаковым открытием, — говорится в заявлении соавтора исследования Лауры Крейдберг, управляющего директора отдела физики атмосферы экзопланет Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия. – Это как никогда близко к характеристике миров, действительно похожих на Землю».

Тем не менее, температура на планете достигает 800 градусов по Фаренгейту (427 градусов по Цельсию), что делает ее душным, негостеприимным миром, таким же горячим, как Венера.

«Это был бы первый случай, когда мы могли бы напрямую показать с помощью атмосферного обнаружения, что эти планеты с богатой водой атмосферой действительно могут существовать вокруг других звезд, — отмечает соавтор исследования Бьерн Беннеке, профессор Института исследований экзопланет Троттье Монреальского университета. – Это важный шаг к определению распространенности и разнообразия атмосфер на скалистых планетах».

В настоящее время исследовательская группа не может сказать, обнаружил ли «Хаббл» следы водяного пара в плотной, богатой водородом атмосфере, или планета имеет богатую водой атмосферу, потому что звезда-хозяин испарила первоначальную водородно-гелиевую атмосферу GJ 9827d.

«Наша программа наблюдений, возглавляемая главным исследователем Иэном Кроссфилдом из Канзасского университета в Лоуренсе, штат Канзас, была разработана специально с целью не только обнаружения молекул в атмосфере планеты, но и собственно поиска водяного пара, — комментирует ведущий автор исследования Пьер-Алексис Рой, докторант Института Троттье Монреальского университета, говорится в заявлении. – Любой результат был бы захватывающим, независимо от того, является ли доминирующим водяной пар или просто крошечный вид в атмосфере с преобладанием водорода».

Миссия НАСА «Кеплер» впервые обнаружила планету, вращающуюся вокруг красного карлика в созвездии Рыб в 2017 году. Экзопланета совершает один оборот вокруг своей звезды-хозяина каждые 6,2 дня.

Астрономы наблюдали GJ 9827d во время 11 транзитов, или периодов, когда планета проходила перед своей звездой по орбите, в течение трех лет. Звездный свет, проникающий через атмосферу планеты, помог астрономам измерить сигнатуру молекул воды.

«До сих пор нам не удавалось напрямую обнаружить атмосферу такой маленькой планеты. И сейчас мы постепенно переходим к этому режиму, — отмечает Беннеке. – В какой-то момент, когда мы изучаем планеты меньшего размера, должен произойти переход, когда в этих маленьких мирах больше не будет водорода, и у них будет атмосфера, больше похожая на Венеру (в которой преобладает углекислый газ)».

понимание атмосферы планеты может помочь астрономам точно определить, к какому типу относится планета GJ 9827d. В настоящее время у команды есть две возможные теории.

Вполне возможно, что планета представляет собой мини-Нептун с богатой водородом атмосферой, содержащей водяной пар. Если это так, то GJ 9827d, вероятно, сформировался на большем расстоянии от звезды-хозяина, чем ее текущее местоположение, что означает, что планета была холоднее и вода присутствовала в виде льда (аналогично Нептуну и Урану, самым удаленным планетам в нашей Солнечной системе).

По словам исследователей, по мере того, как планета мигрировала ближе к своей звезде и подвергалась воздействию большего количества звездного излучения, водород нагревался и улетучивался, или он все еще улетучивается.

Или астрономы подозревают, что GJ 9827d может быть более теплой версией ледяного спутника Юпитера Европы, который содержит океан под толстой ледяной коркой. Планета может состоять наполовину из воды, наполовину из камня, сказал Беннеке.

Вода — одна из наиболее распространенных молекул, обнаруживаемых во Вселенной, и в течение многих лет астрономы включали обнаружение воды в качестве важной части поиска жизни за пределами Земли, напоминает CNN.

«Наблюдение за водой — это путь к поиску других вещей, — подчеркивает соавтор исследования Томас Грин, астрофизик из исследовательского центра Эймса НАСА в Калифорнийской Силиконовой долине. – Это открытие Хаббла открывает двери для будущего изучения этих типов планет космическим телескопом Джеймса Уэбба. Он может увидеть гораздо больше с помощью дополнительных инфракрасных наблюдений, включая молекулы, содержащие углерод, такие как монооксид углерода, двуокись углерода и метан. Как только мы получим полный перечень элементов планеты, мы сможем сравнить их со звездой, вокруг которой она вращается, и понять, как она сформировалась».

Астрономы уже наблюдали GJ 9827d с помощью телескопа Уэбба в поисках воды и других типов молекул, и этими данными мы поделимся в будущем.

“Нам не терпится увидеть, что покажут эти данные, — говорит Лаура Крейдберг. – Надеюсь, теперь мы сможем решить вопрос о водных мирах раз и навсегда».

Источник