Завдяки космічному телескопу «Джеймс Вебб» астрономам вперше вдалося отримати прямі докази фотохімічних процесів в атмосфері екзопланети. Знайдений завдяки телескопу в атмосфері гарячого сатурна WASP-39b діоксид сірки міг утворитися під впливом батьківської зірки на планету. Відкриття допоможе краще зрозуміти, як на атмосфери планет впливають їхні зорі пишуть дослідники у своїй статті. Вона доступна як препринт на arXiv та прийнята до публікації у Nature.
NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
👋 Підпишіться на наш телеграм-канал!
Що це за планета?
WASP-39b — це газовий гігант радіусом у 1,27 радіуса Юпітера, але масою Сатурна (близько 0,28 маси Юпітера). Батьківська ж зірка WASP-39b — це зірка спектрального класу G8, навколо якої планета обертається кожні чотири дні. І завдяки тому, що за системою спостерігав в інфрачервоному діапазоні телескоп «Джеймс Вебб», в астрономів з'явилась можливість детально проаналізувати атмосферу WASP-39b. І у новому дослідженні окрім вже виявлених раніше наземними обсерваторіями в атмосфері екзопланети калію, натрію і водяної пари, вченим вперше вдалося виявити діоксид сірки — продукт фотохімічних реакцій.
Склад атмосфери WASP-39b, який вдалося ідентифікувати за допомогою «Джеймса Вебба». Чотири спектри її атмосфери отримали завдяки трьом інструментам телескопа. NIRISS в ближньому інфрачервоному діапазоні розгледів калій, воду та вуглекислий газ, NIRCam, завдяки якій ідентифікували воду, а також дані NIRSpec, що вказують на воду, діоксид вуглецю та діоксид сірки. NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Що це значить?
Знайти діоксид сірки в атмосферах планет нескладно, адже він пов'язаний із вулканізмом. Тож його фіксували і на Землі, і на Венері, і на супутнику Юпітера Іо. Однак механізми появи діоксиду сірки на газових гігантах принципово відрізняється та зокрема є наслідком фотохімічних реакцій — фундаментального процесу, що відбувається через вплив батьківських зірок, та допоможе краще зрозуміти природу газових гігантів. «Джеймс Вебб» знайшов надійні свідчення наявності в атмосфері WASP-39b діоксид сірки, що згідно з атмосферними моделями, має утворюватися в результаті послідовного окислення радикалів сірки, що звільняються при руйнуванні сірководню.
Спрощена схема шляхів синтезу сполук сірки. У результаті реакції з утвореним внаслідок фотохімічних процесів OH, утворюється SO, що далі окислюється до SO2. Сірим кольором позначено реакції, що малоімовірно могли б відбуватися в атмосфері WASP-39b з огляду на її температуру. Shang-Min Tsai et al. / arXiv, 2022
Також планета WASP-39b стала для «Джеймса Вебба» першою екзопланетою, в атмосфері якої телескоп відшукав вуглекислий газ.