Джеймс Уэбб засек таинственный газ, бурлящий в атмосфере далекого коричневого карлика
Космический телескоп «Джеймс Уэбб», запущенный в 2021 году, продолжает предоставлять революционные наблюдения.
Используя эту передовую космическую обсерваторию, группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила фосфин в атмосфере холодного коричневого карлика, известного как Wolf 1130C.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» — это первая космическая обсерватория, достаточно мощная, чтобы анализировать эти далекие, тусклые объекты с такой детализацией.
Расследование тайны отсутствия фосфина
Хотя обнаружение фосфина на Wolf 1130C не является неожиданностью, это открытие проливает новый свет на продолжающуюся космическую загадку. Ученые ожидали найти фосфин в других коричневых карликах и газовых гигантах-экзопланетах. Однако до сих пор он, казалось, отсутствовал.
«Наша астрономическая программа, называемая "Секреты Древних" (Arcana of the Ancients), сосредоточена на старых, бедных металлами коричневых карликах как средстве проверки нашего понимания атмосферной химии», — пояснил в недавнем пресс-релизе профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего Адам Бургассер. «Понимание проблемы с фосфином было одной из наших первоначальных целей».
И Юпитер, и Сатурн обладают богатыми водородом атмосферами, в которых фосфин образуется естественным образом. Из-за этого ученые давно предполагали, что он должен существовать в аналогичных планетах и планетоподобных коричневых карликах за пределами нашей Солнечной системы. Однако предыдущие наблюдения JWST не смогли обнаружить фосфин в этих космических объектах.
«До JWST ожидалось, что фосфин будет в изобилии присутствовать в атмосферах экзопланет и коричневых карликов, следуя теоретическим прогнозам, основанным на турбулентном перемешивании, которое, как мы знаем, существует в этих объектах», — пояснил в заявлении соавтор Сэм Бейлер, научный сотрудник Тринити-колледжа в Дублине.
«Каждое наблюдение, которое мы получили с помощью JWST, ставило под сомнение теоретические прогнозы — до тех пор, пока мы не наблюдали Wolf 1130C», — продолжил Бейлер.
Анализ фосфина может помочь в поиске внеземной жизни
После того как они обнаружили сильный инфракрасный сигнал от фосфина в атмосфере Wolf 1130C, они использовали компьютерное моделирование, чтобы определить количество присутствующего газа. Их анализ показал, что фосфин присутствует в количестве примерно 100 частей на миллиард — что соответствует прогнозируемому количеству. Команда, стоящая за этим открытием, опубликовала свои выводы в журнале Science.
Команда полагает, что фосфин может быть обнаружен в Wolf 1130C из-за необычного химического состава. «Возможно, что в нормальных условиях фосфор связан в другую молекулу, такую как триоксид фосфора», — говорит Бейлер. «В бедной металлами атмосфере Wolf 1130C недостаточно кислорода, чтобы связать фосфор, что позволяет фосфину образовываться из обильного водорода».
Команда намерена проверить эту гипотезу с помощью наблюдений «Джеймса Уэбба» за другими бедными металлами коричневыми карликами. Если проявится та же закономерность, это укрепит идею о том, что нехватка кислорода в Wolf 1130C сыграла свою роль.
В конечном счете, как отметил Бургассер, «понимание химии фосфина в атмосферах коричневых карликов, где мы не ожидаем найти жизнь, имеет решающее значение, если мы надеемся использовать эту молекулу в поисках жизни на землеподобных мирах за пределами нашей Солнечной системы».