С помощью телескопа "Джеймс Уэбб" астрономы ищут признаки жизни в других точках Вселенной. Особый интерес представляет экзопланета K2-18 b.
РЕКЛАМАКосмический телескоп "Джеймс Уэбб", вероятно, обнаружил в атмосфере далекой экзопланеты молекулу, которая на Земле образуется только при наличии жизни, сообщила НАСА.
Планета K2-18 b стала объектом пристального изучения после того, как в 2019 году астрономы обнаружили в ее атмосфере вероятные признаки водяного пара. Правда, в последующем исследовании на основе тех же данных было высказано предположение, что водяные пары на самом деле могут быть метаном.
Планета, вращающаяся вокруг красной карликовой звезды в созвездии Льва, расположенного на расстоянии около 120 световых лет от нашей Солнечной системы, в 8,6 раза массивнее Земли.
Теперь на неё обратил взор еще более мощный телескоп "Джеймс Уэбб" и получил массу новых данных. В частности, он обнаружил присутствие там углеродсодержащих молекул, в том числе метана и углекислого газа, что дает основания предполагать, что атмосфера K2-18 b может быть богата водородом, а её поверхность — покрыта океаном.
Эти особенности характерны для планеты, на которой может существовать жизнь.
Намеки на жизнь?
Среди результатов работы "Джеймса Уэбба" — возможное обнаружение молекулы диметилсульфида, которая на Земле образуется только при наличии жизни. Большая часть диметилсульфида, содержащегося в атмосфере Земли, образуется из фитопланктона — микроскопических организмов, обитающих в океанах.
В заявлении НАСА говорится, что вывод о наличии диметилсульфида в атмосфере "менее надежен", чем другие выводы, и нуждается в дальнейшем подтверждении.
"Предстоящие наблюдения "Уэбба" должны подтвердить, действительно ли диметилсульфид присутствует в атмосфере K2-18 b в значительных количествах", — пояснил астроном из Кембриджского университета и ведущий автор статьи, в которой сообщается об этих результатах, Никку Мадхусудхан.
Вместе с тем американское космическое агентство отмечает, что обнаруженное в атмосфере обилие метана и углекислого газа, а также недостаток аммиака подтверждают гипотезу о том, что под богатой водородом атмосферой K2-18 b может находиться водный океан.
Считается, что эта планета является примером гикеана — планеты, которая больше Земли, но меньше газовых гигантов в нашей Солнечной системе, и которая покрыта жидким океаном и плотной азотной атмосферой.
Планет, подобных K2-18 b, в нашей Солнечной системе нет, поэтому они мало изучены, хотя ученые считают, что они часто встречаются вокруг красных карликовых звезд.
Некоторые астрономы предполагают, что гикеаны могут быть перспективной средой для поиска признаков жизни.
"Наши результаты подчеркивают важность рассмотрения различных пригодных для жизни сред при поиске жизни в других местах, — пояснил Мадхусудхан. — Традиционно поиск жизни на экзопланетах фокусировался в основном на небольших каменистых планетах, но более крупные гикеаны значительно лучше подходят для наблюдений за атмосферой".
Экзопланета обитаемой зоны
Астрономы особенно заинтересованы в изучении K2-18 b, поскольку она, как и Земля, находится в обитаемой зоне звезды-хозяина — то есть не слишком близко и не слишком далеко от своего Солнца.
Однако НАСА предупреждает, что, несмотря на очевидный состав атмосферы и близость к звезде, размер планеты означает, что ее внутренняя часть, скорее всего, содержит большую мантию льда высокого давления, как у Нептуна, хотя и с более тонкой атмосферой, богатой водородом, и океанической поверхностью.
Космическое агентство отмечает, что, несмотря на то, что гикеаны, по прогнозам, должны иметь водные океаны, они могут оказаться слишком горячими, чтобы быть пригодными для жизни или жидкими.
"Хотя в нашей Солнечной системе планет такого типа не существует, субнептуны являются наиболее распространенным типом планет, известным на сегодняшний день в Галактике, — пояснил член команды из Университета Кардиффа Субхаджит Саркар. — Мы получили самый подробный на сегодняшний день спектр субнептуна из обитаемой зоны, и это позволило нам выяснить, какие молекулы существуют в его атмосфере".
Измерение атмосферы
РЕКЛАМАИзучение потенциального состава атмосферы экзопланеты — сложная задача, которая усложняется тем, что звезда-хозяин намного ярче самой планеты.
Астрономы смогли проанализировать K2-18 b, посмотрев на свет от ее родительской звезды, проходящий через атмосферу планеты. Поскольку планета проходит перед звездой, наши телескопы способны обнаружить падение яркости, которое происходит при этом.
Это обычный метод обнаружения планеты вокруг звезды, но он также приводит к появлению света, проходящего через атмосферу планеты, — света, который может быть уловлен такими мощными телескопами, как "Джеймс Уэбб".
Изучая этот свет, специалисты могут определить некоторые газы, входящие в состав атмосферы экзопланеты.
"Этот результат стал возможен только благодаря расширенному диапазону длин волн и беспрецедентной чувствительности "Уэбба", что позволило надежно обнаружить спектральные особенности всего за два транзита, — говорит Мадхусудхан. — Для сравнения: одно транзитное наблюдение с помощью "Уэбба" обеспечило точность, сопоставимую с точностью восьми наблюдений с помощью "Хаббла", проводившихся в течение нескольких лет и в относительно узком диапазоне длин волн".
РЕКЛАМАИсследователи добавили, что это только начало наблюдений "Уэбба", поэтому в будущем их будет "гораздо больше".
Результаты исследований были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
Теперь команда намерена провести исследования с помощью спектрографа MIRI (Mid-Infrared Instrument), установленного на телескопе, которые, как они надеются, позволят подтвердить полученные результаты и получить новые сведения об условиях окружающей среды на K2-18 b.