Поиск внеземной жизни неразрывно связан с наличием воды на планетах, вращающихся вокруг других звезд. Вода вездесуща во Вселенной и необходима для всех форм жизни, какие мы знаем. Она играет ключевую роль, выступая в качестве растворителя, а значит, способна растворять различные вещества и облегчать фундаментальные химические реакции в клетках, будь то животные, растения или микроорганизмы.
Недавнее обнаружение в данных космического телескопа «Хаббл» водяного пара в атмосфере экзопланеты GJ 9827d, расположенной в 97 световых годах от Земли, стало важным открытием, поскольку это самая маленькая экзопланета с водяным паром, обнаруженная на сегодняшний день. Исследование, проведенное международной группой ученых, в том числе сотрудниками Монреальского университета и Института астрономии Макса Планка, было опубликовано в журнале .
Открытие с далеко идущими последствиями?
GJ 9827d, расположенная в созвездии Рыб, является важным объектом изучения для астрономов. Имея диаметр примерно в два раза больше земного, эта планета отличается скромными размерами по сравнению с часто наблюдаемыми газовыми гигантами. Поэтому обнаружение водяного пара в ее атмосфере нельзя недооценивать. Это первый случай, когда подобная особенность наблюдается на планете такого размера.
Бьорн Беннеке, член команды из Института Тротье по исследованию экзопланет при Монреальском университете, объясняет в пресс-релизе: «Это будет первый случай, когда мы сможем напрямую, через обнаружение атмосферы, продемонстрировать, что планеты с богатыми водой атмосферами действительно могут существовать вокруг других звезд«. Он добавил: «Это важный шаг к определению распространенности и разнообразия атмосфер на каменистых планетах«.
Это открытие позволяет предположить, что каменистые планеты с богатыми водой атмосферами могут быть более распространены в нашей галактике, чем предсказывают современные астрономические модели. Гипотезы о природе GJ 9827d особенно интригуют. С одной стороны, ее можно классифицировать как «мини-Нептун», характеризующийся плотной атмосферой, богатой водородом и водяным паром. Такая классификация позволила бы отнести ее к категории планет, обладающих как газообразными, так и водными характеристиками.
С другой стороны, GJ 9827d может напоминать более теплую версию Европы, ледяного спутника Юпитера, под поверхностью которого, как известно, скрываются большие запасы воды. Если последняя гипотеза подтвердится, то GJ 9827d может состоять из равных частей воды и камня, с атмосферой, в которой преобладает водяной пар, покрывающий меньшее по размеру каменистое ядро. Такая уникальная структура сделает ее ценным объектом изучения для понимания процессов, связанных с формированием и эволюцией экзопланет в нашей галактике.
Методы наблюдения и перспективы
Углубленный анализ GJ 9827d стал возможен благодаря широкоугольной камере 3 (WFC3) на космическом телескопе «Хаббл». Этот ультрафиолетовый/инфракрасный спектрограф четвертого поколения является важнейшим инструментом для изучения экзопланет. WFC3 способен получать данные в широком спектре длин волн, что позволяет проводить детальный анализ атмосферных компонентов наблюдаемых планет.
В течение трех лет ученые использовали эту технологию для наблюдения за GJ 9827d во время 11 транзитов — моментов, когда планета проходит перед своей звездой. Эти тщательные наблюдения позволили обнаружить спектральные признаки молекул воды в атмосфере планеты — достижение, подчеркивающее точность и мощность WFC3.
Высокая глобальная температура GJ 9827d, схожая с температурой Венеры, является важным фактором для интерпретации этих данных. При температуре, приближающейся к 427 °C, вода на этой экзопланете, скорее всего, находится в виде пара. Эта особенность делает GJ 9827d интересным объектом для изучения, поскольку она дает представление об экстремальных условиях, в которых может существовать вода на других мирах.
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, способный получать инфракрасные изображения высокого разрешения, может расширить это исследование, обнаружив другие важные атмосферные молекулы, такие как углекислый газ и метан. Изучение GJ 9827d с помощью таких передовых технологий, как «Джеймс Уэбб», может раскрыть ранее неизвестные аспекты этой экзопланеты и других подобных миров.