12 июля 2022 года NASA обнародовало первые научные снимки и данные, полученные с помощью собственного космического телескопа «Джеймс Уэбб».
И все в общем-то побежали разглядывать далекие галактики и объемные туманности, игнорируя — или не придавая особого значения — факту первого в истории подробного анализа атмосферы далекой экзопланеты. Мы решили исправить эту ситуацию.
На изображении ниже продемонстрирован «спектр пропускания», полученный в результате одного наблюдения за атмосферой экзопланеты WASP-96 b (удалена на 1 150 световых лет от Земли) с помощью прибора Webb NIRISS, который, разумеется, установлен на телескопе «Джеймс Уэбб».
Немного деталей:
Коэффициент пропускания получают путем сравнения света родительской звезды, прошедшего через атмосферу планеты во время ее движения по звездному диску, с нефильтрованным (чистым) звездным светом, который проходит через космическую среду.
Каждая из 141 точки данных на этом графике (белые кружки на изображении выше) представляет собой количество света определенной длины волны, которое блокируется планетой и поглощается ее атмосферой. Исследователи могут идентифицировать и измерять содержание ключевых газов в атмосфере планеты, опираясь на картину поглощения — расположение и высота пиков на графике: каждый газ имеет характерный набор длин волн, которые он поглощает.
Температура атмосферы рассчитывается на основании высоты пиков: у более горячей планеты пики выше. Другие характеристики, такие как наличие дымки и облаков, можно определить на основании общей формы различных частей спектра.
Серые линии, проходящие выше или ниже каждой белой точки данных, представляют собой планки погрешностей, которые показывают неопределенность каждого измерения или разумный диапазон фактических возможных значений.
Учитывая, что это был первый опыт «Джеймса Уэбба», можно с уверенностью сказать, что погрешности впечатляющи малы.
Синяя линия представляет собой наиболее подходящую модель, которая учитывает известные свойства WASP-96 b и ее родительской звезды (например, размер, массу, температуру) и характеристики атмосферы с учетом погрешности.
Далекий и суровый мир WASP-96 b
Итак, имеющиеся данные указывают на присутствие водяного пара. Высота пиков воды, которая меньше, чем ожидалось на основании предыдущих наблюдений (с помощью наземных телескопов), свидетельствует о наличии облаков, «подавляющих» свойства водяного пара.
Постепенный нисходящий наклон левой части спектра (более короткие волны) указывает на возможное присутствие дымки. Высота пиков вместе с другими характеристиками спектра дает понять, что средняя температура атмосферы около 725 градусов Цельсия.
Шикарный опыт
Это самый подробный из когда-либо созданных анализов состава атмосферы планеты за пределами Солнечной системы. Инфракрасные инструменты «Джеймса Уэбба» позволяют нам проникать в недра Вселенной и получать бесценнейшие данные, расширяющие наши знания об устройстве Мира.
Хотелось бы напомнить, что в будущем около 50% всего рабочего времени «Джеймс Уэбб» будет использовать на изучение атмосфер экзопланет. А если однажды он найдет неопровержимые доказательства в пользу того, что какой-то далекий мир населен развитыми существами? Это дает почву для размышлений…
