Впервые за пределами Солнечной системы обнаружен углекислый газ в атмосфере планеты, но что это значит?

На расстоянии 700 световых лет ученые обнаружили экзопланету с углекислым газом в атмосфере

Впервые за всю историю изучения космоса учеными был обнаружен газ CO2 в атмосфере планеты, которая находится за пределами Солнечной системы. Речь идет о WASP-39b, эта экзопланета представляет собой газового гиганта размером с Сатурн, который находится на расстоянии 700 световых лет от Земли. Открытие имеет большое значение для науки. Наличие того или иного газа в атмосфере многое говорит ученым о ее происхождении, в том числе это касается и углекислого газа. Кроме того, планета может быть потенциально пригодной для жизни на ней. Но даже не это самое главное в данной находке. Ученых впечатлило нечто другое, о чем мы спешим вам рассказать.

Почему обнаружение экзопланеты с углекислым газом — это большое достижение?

Обнаружить углекислый газ в атмосфере далекой планеты удалось телескопу Джеймса Уэбба. Напомним, что этот аппарат был запущен в космос в декабре прошлого года. Его стоимость составила 10 миллиардов долларов, о чем мы рассказывали ранее.

Как утверждают специалисты, нынешнее открытие в первую очередь показывает, насколько быстро телескоп Джеймса Уэбба способен идентифицировать такие газы, как метан или аммиак. Наличие этих и некоторых других газов в атмосфере планет говорит о том, что они могут быть пригодны для жизни. Другими словами, телескоп дает человечеству больше шансов отыскать жизнь в космосе, если только она существует за пределами нашей планеты.

«Телескоп Джеймса Уэбба открывает новую эру изучения атмосферы экзопланет” — считает Никку Мадхусудхан, сотрудник Кембриджского университета.

Способность телескопа обнаруживать углекислый газ, метан и ряд других редких газов связан с тем, что аппарат чувствителен к инфракрасному излучению, в отличие от таких своих “собратьев”, как Хаббл и Спитцер. Эти телескопы обнаруживали водяной пар, метан и угарный газ только в атмосферах гигантских горячих экзопланет.

Старичок Хаббл совершил много открытий, однако по своим возможностям он сильно уступает телескопу Джеймса Уэбба

Как телескоп определяет тип газа в атмосферах планет

Как вообще телескопу удается определять какие газы присутствуют в атмосфере планет, расположенных на расстоянии в сотни световых лет от Земли? Разумеется, взять пробу на анализ невозможно. Единственный способ получить информацию — проанализировать световой поток.

Телескоп улавливает свет от звезды, вокруг которой вращается та или иная планета. Когда этот свет проходит сквозь атмосферу планеты, он несет в себе “отпечатки” ее состава. Дело в том, что каждый газ поглощает световой поток с определенной длиной волны. В результате возникают провалы, когда свет звезды распределяется по спектру.

Определить тип газа в атмосфере планеты можно по световому потоку, который проходит сквозь ее атмосферу

Таким образом спектральный анализ позволяет определить какие именно газы отфильтровали световой поток. Но не все так просто. Большинство газов, которые интересуют ученых, поглощают свет в инфракрасном диапазоне. Поэтому раньше вывить их в атмосферах планет было невозможно. Теперь же на телескоп Джемса Уэбба ученые возлагают большие надежды. Он сможет определить редкие газы в атмосферах маленьких планет, таких как Земля. Вполне возможно, что экзопланеты с такими газами существуют на сравнительно небольшом расстоянии от нас.

Что известно об экзопланете с углекислым газом в атмосфере

Как мы сказали выше, в качестве объекта для своих первых наблюдений ученые выбрали горячего газового гиганта WASP-39b. Планета совершает полный оборот вокруг своей звезды за 4 дня. Орбита имеет гораздо меньший диаметр, чем даже Меркурий.

Спектральный анализ настолько четко показал наличие углекислого газа в атмосфере, что сомнений быть не может. Ученые сообщают об этом на сервере препринтов arXiv. Статья также будет опубликована в журнале Nature.

Телескоп Джемса Уэбба способен выявлять редкие газы в атмосфере экзопланет

Кроме CO2 ученые нашли в атмосфере еще один газ, но пока не называют его, так как результат требует дополнительно проверки. Надо сказать, что ранее другими телескопами на этой же планете был обнаружен водяной пар, натрий и калий. Тогда были сделаны выводы о том, что планета может содержать большие запасы воды. Однако более подробная информация о составе атмосферы WASP-39b появится в ближайшие месяцы после анализа новых данных.

Как появлялись планеты-гиганты

Наличие углекислого газа в атмосфере планеты говорит о доле элементов в ее составе, которые тяжелее гелия. Как известно, основой для всей видимой материи, возникшей в результате Большого взрыва, является водород и гелий. Все что тяжелее этих двух элементов образовалось в звездах гораздо позже Большого взрыва.

Экзопланета WASP-39b по размеру и массе напоминает Сатурн

По мнению ученых, большой запас тяжелых элементов имел решающее значение при возникновении планет-гигантов. На этапе, когда планета формируется из различных материалов, окружающих звезду, тяжелые элементы образуют зерна и гальку, а затем сливаются в ядро. Постепенно оно накапливает массу и под действием гравитации начинает притягивать газы. В результате со временем планета превращается в газового гиганта.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

По содержанию CO2 в атмосфере WASP-39b, исследователи пришли к выводу, что “металличность” этой планеты, то есть наличие твердых веществ, аналогична Сатурну. Это отчасти подтверждает и тот факт, что масса WASP-39b соответствует массе Сатурна. Вполне возможно, что планеты имеют похожую историю, несмотря на то, что орбиты у них совершенно разные.

Но это далеко не все выводы, сделанные благодаря телескопу Джеймса Уэбба. По словам ученых, впереди нас ждут настоящие сюрпризы.

Найден новый способ поиска инопланетян за пределами солнечной системы

Ученые нашли новый способ поиска экзопланет, что увеличивает вероятность обнаружения внеземной жизни

В 1980-е годы ученые сделали большой прорыв в области астрономии — они впервые обнаружили планеты, которые находятся за пределами Солнечной системы. Сегодня так называемые экзопланеты открываются астрономами регулярно, но их поиск очень сложен. Большинство далеких планет удается найти при помощи транзитного метода, при котором оптический телескоп измеряет яркость звезды, и если она падает, это значит, что перед ней что-то пролетело — зачастую это и есть экзопланета. Данный метод эффективен, но не лишен минусов, потому что для его применения необходимы мощные телескопы, а планеты обязательно должны пролететь прямо перед звездой, что происходит не всегда. Недавно ученые нашли новый способ поиска экзопланет — оказывается, для этого можно использовать радиотелескопы. Но как такое возможно, если планеты не выделяют достаточного количества излучения?

Транзитный метод обнаружения экзопланет основан на использовании оптических телескопов. Но мощность такого рода обсерваторий имеет свои пределы, и сегодня при помощи данной технологии поиск планет за пределами Солнечной системы дается все тяжелее.

Излучение Юпитера и других планет

Ученые были бы рады использовать для этой цели радиотелескопы, но вот проблема — в отличие от звезд, экзопланеты не испускают достаточного количества излучения, чтобы быть обнаруженными. Впрочем, если они достаточно большие, радиотелескопы все же могут зафиксировать их наличие. Некоторые крупные планеты вроде Юпитера выделяют излучение но, в отличие от звезд, оно исходит не от самого объекта. Такие планеты видны для радиотелескопов за счет излучения, возникающего в результате взаимодействия звездного ветра с магнитным полем планеты. Планета Юпитер является настолько яркой в плане радиоизлучения, что ее можно обнаружить даже при помощи самодельного радиотелескопа.

Юпитер можно обнаружить даже при помощи самодельного радиотелескопа

Получается, что ученые все же могут попробовать использовать радиотелескопы для поиска планет, которые находятся за пределами нашей Солнечной системы. До сих пор астрономам ни разу не удавалось зафиксировать сигналы от планеты наподобие Юпитера, которая вращается вокруг другой звезды. Но в будущем это вполне может произойти, потому что в ходе новой научной работы ученые выяснили, на что может быть похож такой сигнал.

Фотография Юпитера, полученная при помощи радиотелескопа

Статья в тему: Правда ли, что астрономы поймали радиосигнал от экзопланеты?

Новый способ поиска экзопланет

В рамках исследования, ученые разработали компьютерную модель взаимодействия магнитные поля планеты и ионизированные газы. Она была применена к экзопланете HD 189733 A b, которая находится в созвездии Лисички и по размерам сопоставима с Юпитером. После этого, авторы научной работы воссоздали взаимодействие звездного ветра с магнитным полем экзопланеты и рассчитали, каким может быть исходящий от него радиосигнал.

Примерный внешний вид экзопланеты HD 189733 A b

Моделирование дало свои результаты. Оказалось, что распознать экзопланету при помощи радиотелескопа можно как минимум по двум особенностям испускаемого сигнала. Во-первых, оказалось, что его интенсивность будет постоянно меняться, что связано с движением планеты. Во-вторых, сигнал будет сильно меняться в процессе прохождения магнитосферы перед звездой — в случае с экзопланетой HD 18973 A b речь идет об оранжевом карлике HD 189733 A.

Изображения, созданные новой компьютерной моделью

Получается, что да, радиотелескопы вполне можно использовать для обнаружения экзопланет. Но авторы научной работы все же отметили, что сигналы от настолько далеких объектов слишком слабы, чтобы фиксироваться устройствами нынешнего поколения. Так что новый метод поиска экзопланет можно будет применять только в будущем, когда ученые создадут более мощные радиотелескопы.

Читайте также: Потенциально обитаемые экзопланеты — плохая новость для человечества

Зачем ученые ищут экзопланеты

На сегодняшний день ученым точно известно о существовании 5098 экзопланет. Также астрономы ведут список объектов, которые являются экзопланетами потенциально — их принадлежность к данному типу космических объектов еще не доказана. По оценке ученых, в одной только галактике Млечный путь может существовать примерно 100 миллиардов экзопланет, некоторые из которых похожи на нашу Землю. А если они действительно такие, значит, на них может существовать жизнь. В больше степени ученые занимаются поиском экзопланет именно в надеже, что в итоге они смогут найти инопланетян.

Ученые интересуются экзопланетами, потому что на них может существовать жизнь

Когда-нибудь ученые вполне могут найти внеземную жизнь. Чтобы не пропустить этот момент, подпишитесь на наш Дзен-канал.

Иногда экзопланеты оказываются весьма необычными. Недавно моя коллега Любовь Соковикова рассказала о том, как NASA нашла планету, которая постоянно горит — вот подробности.

Ад на просторах Вселенной: NASA обнаружили экзопланету, которая все время горит

Ад существует – в космосе обнаружена планета, которая все.время горит

Наша Вселенная бесконечна. Это означает, что количество галактик звезд и планет настолько велико, что как бы мы не старались, представить это вряд ли получится. К тому же наш кругозор ограничен наблюдаемой Вселенной. Мы знаем, что за пределами Солнечной системы и Млечного Пути существуют миллиарды галактик и звездных систем, вокруг которых обращаются планеты. Немалая часть из них – газовые гиганты, расположенные вблизи родных звезд. Но иногда астрономам удается обнаружить миры, условия на которых напоминают самый настоящий ад. Так, экзопланета 55 Cancri Е вращается так близко к своей солнцеподобной звезде, что постоянно окутана огнем, а температура на ее поверхности достигает 2436°C. Ничего подобного в нашей Солнечной системе не существует.

Суперземля – класс экзопланет, масса которых превышает массу Земли, но меньше массы Нептуна

Неизвестные миры

Можем ли мы представить миры, которые обращаются вокруг других звезд? В древности у людей не было такой возможности, а астрономы и вовсе называли планеты «блуждающими звездами», так как их скорость в несколько раз превышала скорость передвижения всех остальных звезд. К счастью, теперь у ученых есть инструменты, с помощью которых они могут обнаружить не только другие звездные системы, но и заглянуть в далекое прошлое, чтобы узнать какой была Вселенная спустя первые доли секунды после Большого Взрыва.

Напомним, что космический телескоп Джеймса Уэбба приступит к полноценной работе уже 12 июля. Эту дату официально анонсировали представители NASA, так что примерно через месяц нас ожидают снимки и первые данные, собранные с помощью мощного астрономического инструмента. В самом ближайшем будущем Уэбб займется поиском и изучением экзопланет, а также других космических объектов.

Супер-Горячая Суперземля 55 Cancri Е все время горит, а температура на поверхности превышает две тысячи градусов Цельсия

Интересный факт
Космический телескоп Джеймса Уэбба – самый мощный в мире. Его высокоточные спектрографы позволят ученым узнать (и потом рассказать нам) больше о геологическом разнообразии планет по всей галактике, а также об эволюции скалистых планет, подобных Земле. Но главные вопросы, на которые поможет ответить новый телескоп – это загадочная архитектура Вселенной и наше положение в ней.

Экзопланета 55 Cancri e расположена на расстоянии 50 световых лет от Земли и является так называемой Суперземлей – классом планет, масса которых в несколько раз превышает земную и не похожа ни на один из известных нам миров. Поверхность этого горячего мира покрыта лавой и постоянно горит, а температура на ней может достигать 2436°C.

Ад по соседству

Как удалось выяснить астрономам из NASA, 55 Cancri e находится максимально близко к родной звезде. Настолько, что целый год на ней длится всего несколько часов, а гравитация удерживает одно полушарие в свете, а другое – в бесконечной темноте.

Считается, что при температуре поверхности, намного превышающей температуру плавления типичных породообразующих минералов, светлая сторона Суперземли покрыта океанами лавы и совершенно непригодна для жизни, – говорится в официальном заявлении NASA.

Ранние наблюдения, сделанные с помощью телескопа NASA «Спитцер», показали, что самая горячая точка новой Суперземли не обращена непосредственно к звезде, а это довольно странно. Одной из возможных причин может оказаться «динамичная атмосфера экзопланеты, перемещающая тепло».

Так называемые суперземли были обнаружены сравнительно недавно у других звёзд.

Иными словами ее самая горячая точка может быть смещена и чтобы нагреться требуется время. И если Уэбб обнаружит атмосферу этого горящего мира, в ней будет преобладать кислород или азот, на полученных снимках мы увидим окутанную лавой поверхность Суперземли 55 Cancri e.

Кстати, среди необычных экзопланет, обнаруженных ранее, есть мир, в котором идут дожди из жидкого железа. Подробнее об устройстве странной экзопланеты можно прочитать здесь.

Но вернемся к Суперземле и ее обжигающим температурам: вероятно, ее атмосфера искрится, отражая лаву с поверхности. В целом, 55 Cancri Е напоминает нашу Луну – одна ее сторона всегда яркая, а другая окутана темнотой. Полный оборот вокруг звезды эта Суперземля совершает всего за 18 часов.

Интересно и то, что 55 Cancri Е может быть похожа на Меркурий, особенности вращения которого устанавливают цикл день-ночь. К слову, исследователи и раньше обнаруживали странные и необычные миры, в составе которых присутствует газ, каменные породы или их комбинации. Суперземля, поверхность которой все время горит, примерно в два раза больше Земли и в 10 раз превышает ее массу.

Космический телескоп Джеймса Уэбба будет сосредоточен на изучении далеких миров, вращающиеся вокруг бесконечного множества звезд.

Но поскольку в нашей солнечной системе нет ни одной планеты, хотя бы отдаленно напоминающую 55 Cancri Е, ученые стремятся получить как можно больше информации о ней. Так, некоторые СМИ уже нарекли новую суперземлю библейским адом. К счастью, долго ждать ответы нам с вами не придется – телескоп Джеймса Уэбба настолько чувствителен, что обнаружит атмосферу этой Суперземли или же ее полное отсутствие.

Читайте также: Правда ли, что астрономы поймали радиосигнал от экзопланеты?

Суперземли Млечного Пути

Поиски экзопланет ведутся начиная с 1991 года. Тогда исследователи выяснили, что две планеты, обращающиеся вокруг нейтронной звезды, имели массу в 4 Земли, что слишком мало для образования газовых гигантов и горячих Юпитеров, которые встречаются практически повсеместно. Еще одно важное открытие произошло в 2007 году, когда ученые обнаружили Суперземли в так называемой Зоне обитаемости – расстоянии между звездой и планетой, необходимом для поддержания жидкой воды на поверхности экзопланет.

За последние несколько лет астрономы обнаружили немалое количество экзопланет, в том числе и суперземли

Так как скалистые экзопланеты могут поддерживать условия, необходимые для жизни, астрономы уделяют им особое внимание. Интересно, что в Солнечной системе нет ни одной Суперземли, хотя они встречаются повсеместно и обладают необходимыми для поддержания жизни условиями.

Не пропустите: Наши радиосигналы могут услышать обитатели 75 звездных систем

Согласно имеющимся данным, на поверхности суперземель могут присутствовать метан, угарный газ и другие углеводороды в зависимости от условий – льда, газа или жидкости. Открытие подобных экзопланет заставили астрономов пересмотреть модели планетарной эволюции.

В конечном итоге наши знания о галактиках, звездах и планетах позволяют выдвигать самые удивительные и противоречивые теории, описывающие устройство космического океана.

Год на адской Суперземле может длиться 11 и 18 часов.

Возможно, одна из Суперземель окажется обитаемой и знаменитый вопрос итальянского физика Энрико Ферми «где все?» наконец получит ответ. Ну а пока вопрос остается открытым и разумную жизнь за пределами нашей планеты и Солнечной системы пока никому не удалось обнаружить.

О том, какие еще миры находятся на космических просторах и возможна ли на них жизнь, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен, так вы точно не пропустите ничего интересного!

Более того, наше космическое одиночество скорее всего продолжится. К тому же возможности нашего вида ограничены, а путешествия к далеким звездным системам и мирам остаются уделом научной фантастики. И если космос и дальше будет отвечать нам молчанием, то сколько же пространства пропадает впустую.