Как астроном, который провел бесчисленные часы, вглядываясь в космос и разгадывая его тайны, я нахожу изучение экзопланетных систем не чем иным, как увлекательным занятием. Открытие потенциально вулканической планеты с плотной сернистой атмосферой, такой как L98-59, является свидетельством невероятного разнообразия, существующего за пределами нашей Солнечной системы.
Новые результаты космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) предполагают, что планета, вращающаяся вокруг крошечной красной звезды, расположенной на расстоянии 35 световых лет, может обладать плотной, богатой серой атмосферой, постоянно пополняемой вулканическими вспышками. Однако другие эксперты по астрономии предупреждают, что делать окончательные выводы преждевременно.
Данные и дебаты проливают свет на то, насколько сложно до сих пор разобраться в атмосферах далеких экзопланет. Банерджи и его коллеги опубликовали свою работу в The Astrophysical Journal Letters.
Вулканический ад с токсичной атмосферой
Банерджи и его команда использовали спектрометр ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRSpec) для анализа светового спектра планеты L98-59d, когда она проходила мимо своей звезды, что указывает на атмосферу, состоящую в основном из диоксида серы и сероводорода. Это неожиданно для маленькой планеты, расположенной слишком близко к своей звезде, где жизнь не может выжить; предыдущие наблюдения планет в аналогичных положениях вокруг подобных звезд, таких как TRAPPIST-1, преимущественно обнаруживали голые камни. Однако Банерджи и его команда предполагают, что, если планета напоминает вулканический ландшафт, подобный Ио, ее вулканы могут выделять достаточно сернистых газов, чтобы поддерживать плотную токсичную атмосферу, несмотря на постоянное излучение звезды и плазменную бомбардировку.
В нашей Солнечной системе Ио, один из спутников Юпитера, известен тем, что содержит более 400 действующих вулканов, которые постоянно извергают лаву и газы в окружающий вакуум. Непрерывный хаос на этой луне подпитывается внутренним жаром, создаваемым сильными приливными силами. Эти силы оказывают огромную власть на скалистую структуру Ио, поддерживая ее внутреннюю часть в виде кипящей, расплавленной и нестабильной массы. Эта необычайная энергия возникает из-за необычного выравнивания, известного как орбитальный резонанс между Ио и его собратьями-спутниками: каждые две орбиты Ио вокруг Юпитера совпадают с Европой, а каждая четвертая орбита также совпадает с Ганимедом.
Внутри L98-59d могут действовать сравнимые силы, поскольку она имеет определенную орбитальную схему с первой и второй планетами вокруг своего небесного тела.
Когда я размышляю над интригующими мирами L 98-59 d и Ио, возникает захватывающая связь. Если, как показывают данные, L 98-59 d испытывает приливный нагрев – явление, которое, как известно, потенциально вызывает вулканическую активность – он может производить диоксид серы (SO2), как и Ио. Это заставляет меня предположить, что атмосфера L 98-59 d, если бы она оказалась более плотной и существенной, чем та, которую мы видим на Ио, стала бы убедительным отражением этой гипотетической вулканической активности.
Как предполагают Банерджи и его команда, это может спровоцировать достаточную вулканическую активность, чтобы покрыть всю планету слоем диоксида серы и сероводорода.
Однако не все исследователи с этим согласны, что подчеркивает сложность интерпретации данных об атмосфере далекой экзопланеты, особенно при просмотре ее с расстояния 35 световых лет с использованием современных и чувствительных телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).
Изображение атмосферы экзопланеты возможно, но все еще непросто
Согласно недавнему исследованию Банерджи и его команды, сейчас мы вступаем в эпоху, когда мы можем идентифицировать и анализировать атмосферы скалистых планет за пределами нашей солнечной системы. Однако этот процесс не всегда так прост, как хотелось бы астрономам.
Банерджи характеризует данные как крайне предварительные и неопределенные, а в своей исследовательской работе они отмечают, что их выводы требуют дальнейшей проверки посредством дополнительных наблюдений.
Как геймер, вглядывающийся в космические просторы, я был заинтригован дразнящими намеками на богатую серой атмосферу, окружающую L98-59d. Однако Банерджи и его команда не могли просто сфокусировать взгляд на планете, как это делает телескоп. Вместо этого им пришлось выжидать, терпеливо ожидая момента, когда планета пройдет мимо своей звезды. Именно в этот момент они будут изучать световой спектр прямо на краях тени планеты, узкую полосу, которая потенциально могла бы выявить фильтрацию звездного света через атмосферу планеты, если бы она существовала. Это слабое кольцо ничтожно по сравнению с каменистой массой планеты и подавляющим сиянием ее родительской звезды.
Несмотря на использование передовых компьютерных программ, подобных тем, которые использовали Банерджи и его команда, по-прежнему сложно точно определить, какая часть наблюдаемого света является химическим признаком атмосферы L98-59d, а какая — загрязнением звездного света. Эта проблема также создает трудности для астрономов, исследующих атмосферы вокруг планет системы TRAPPIST-1 и других скалистых миров, вращающихся вокруг красных карликов, поскольку они стремятся различать атмосферные сигналы и звездный свет.
По словам планетолога Ника Вогана, который не участвовал в недавних исследованиях, мы до сих пор не до конца поняли особенности звездного загрязнения. Остается неясным, имеем ли мы наибольшее представление об этом явлении на более длинных волнах – в частности, в отношении инфракрасного света, который космический телескоп Джеймса Уэбба использует для наблюдения за Вселенной.
Альтернативный сценарий — наблюдать, как планета движется за своей звездой, давая мимолетное представление о дневной стороне, поскольку эта сторона обычно обращена к звезде и скрыта от Земли. Этот метод использовался другими группами астрономов, чтобы опровергнуть наличие плотной атмосферы на TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c. Аналогичным образом, будущие исследования L98-59d также могут использовать этот подход.
Насколько мы уверены в адской атмосфере L98-59?
Другие астрономы, с которыми консультировался Inverse, выражают скептицизм по отношению к идее вулканического мира с сернистой атмосферой. Томас Грин, астрофизик, не принимавший непосредственного участия в текущем исследовании, но несколько раз наблюдавший TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c, откровенно заявляет Inverse, что имеющихся данных недостаточно, чтобы сделать какие-либо однозначные выводы об этой планете.
Воган более двусмысленен:
Он отмечает, что обнаружение не очень убедительно. Учитывая плотность планеты, можно было бы ожидать присутствия какой-то формы атмосферы, но он задается вопросом, действительно ли они обнаружили то, что там есть, или вместо этого они просто столкнулись с какими-то зашумленными данными.
Следует отметить, что атмосфера выглядит иначе, чем можно было бы ожидать для планеты, преимущественно покрытой вулканами.
Как любопытный геймер, исследующий тайны экзопланет, я считаю вполне вероятным, что приливное нагревание может привести к вулканической активности. Тем не менее, как человек, который провел бесчисленные часы за играми в виртуальных мирах с геотермальной активностью, я не могу не задаться вопросом, следует ли нам ожидать присутствия и других газов.
Дополнительно стоит отметить состав L98-59d. Эта экзопланета, примерно в 1,5 раза превышающая диаметр Земли и почти в два раза ее массу, кажется необычно легкой для каменистой или металлической структуры. Вместо этого ученые предполагают, что по крайней мере одна треть его массы может составлять вода, возможно, существующая в виде водяного пара. Это связано с сильным теплом, которое она получает от своей звезды, что приведет к испарению любой жидкой воды. (Воган предлагает такую интерпретацию из-за высоких температур.)
Но, по словам Банерджи и его коллег, в его атмосфере нет водяного пара.
По словам Банерджи, в показаниях нет никаких признаков большого количества водяного пара. Однако предварительные, несколько недостоверные данные намекают на сероводород (если он есть, то нет воды), но однозначного заявления по этому поводу мы пока сделать не можем.
Банерджи и их команда, скорее всего, попытаются выяснить, почему планеты могут иметь меньшую плотность, чем ожидалось, и кажутся относительно лишенными воды. Эту проблему можно решить, собрав дополнительные данные с использованием различных инструментов космического телескопа Джеймса Уэбба, разработав новые вычислительные модели и сопоставив эти результаты, чтобы определить, подтверждают ли они эту гипотезу.
Что дальше?
Мне, как геймеру, очень интересно делиться своими мыслями и проводить мозговые штурмы с другими, потому что кто знает, куда нас могут привести эти идеи! Сейчас сложно делать точные прогнозы на основе этих данных, но позвольте мне сказать вам, это определенно что-то интригующее, за чем я буду внимательно следить в течение следующих нескольких лет.
Банерджи и их команда надеются наблюдать за планетой как минимум еще два раза с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST): во-первых, с использованием NIRSpec на разных настройках длины волны, а во-вторых, с помощью безщелевого спектрографа в ближнем инфракрасном диапазоне (NRISS). Кроме того, они надеются, что Научный институт космического телескопа, который управляет JWST и распределяет время телескопа для различных проектов, предоставит им некоторое время для наблюдений для изучения L98-59 в еще более длинных инфракрасных волнах с помощью Mid-InfraRed Instrument (MIRI).
Если Банерджи и их команда обнаружат аналогичные признаки плотной, богатой серой атмосферы вокруг L98-59 с помощью других инструментов JWST, это значительно укрепит их теорию. Это не только сделало бы их гипотезу более убедительной, но и побудило бы их вписать это открытие в существующую загадку, окружающую плотность планеты и недостаток воды и других газов. Более того, такое открытие еще больше подчеркнет то, что мы постепенно открываем: Вселенная — это загадочное место, полное загадок в увлекательном разнообразии.
Банерджи и его команда отмечают, что каждая каменистая планета в нашей Солнечной системе может похвастаться отличным составом атмосферы. Исследование этих атмосфер во внесолнечных планетных системах может раскрыть множество ранее неизвестных химических сложностей.
Смотрите также
- Джон Стамос выразил поддержку Дэйву Кулиеру после того, как последнему поставили диагноз «рак»: «Через все это»
- С днем рождения, Энн Хэтэуэй: 6 неизвестных фактов об актрисе «Дьявол носит Prada», когда ей исполняется 42 года
- Слухи – ТРЕЙЛЕР
- Бриджит Джонс без ума от мальчика – ТРЕЙЛЕР
- «Разница в этом…»: «Дюна»: звезды «Пророчества» Оливия Уильямс и Эмили Уотсон о сходстве сериала HBO с «Игрой престолов»
- Любитель – ТРЕЙЛЕР
- Netflix только что незаметно выпустил самый взрывной стимпанк-эпос года
- Шэрон Стоун, Шер и другие голливудские звезды настаивают на выезде из США на фоне поражения Камалы Харрис из-за Дональда Трампа
- Xbox только что анонсировал новый портативный компьютер, но есть загвоздка
- Когда произойдет действие DUNE: PROPHECY? Вот полная, но краткая хронология вселенной DUNE
2024-11-08 16:29