James Webb-ը հայտնաբերել է էկզոմոլորակի վրա մթնոլորտի առկայության մասին լավագույն ապացույցը

Այլ մոլորակների բնակելի լինել-չլինելը հիմնարար հարցերից մեկն է, որը դեռ պատասխան չունի։ Առ այսօր հայտնաբերվել է ավելի քան 5000 էկզոմոլորակ, որոնց մասին գիտությունը շատ քիչ բան գիտի: Օրինակ՝ մինչ օրս Երկրի նման ժայռոտ աշխարհներում մթնոլորտի գոյության հավաստի ապացույցներ չեն եղել։ Եթե ​​գազային հսկա էկզոմոլորակներն առանց վարանելու ցույց են տալիս իրենց մթնոլորտը, ապա քարքարոտ աշխարհների դեպքում ամեն ինչ շատ ոչ միանշանակ է։ Այդուհանդերձ, James Webb տիեզերական աստղադիտակի շնորհիվ հնարավոր է դարձել հայտնաբերել արեգակնային համակարգից դուրս գտնվող և Երկրի նման մոլորակի վրա մթնոլորտի առկայության լավագույն ապացույցը։

Ինչպես տեղեկացնում է ՆԱՍԱ-ն, James Webb-ի հնարավորությունները թույլ են տալիս տվյալներ հավաքել էկզոմոլորակների մթնոլորտի վերաբերյալ: Սա բավականին նեղ ալիք է անգնահատելի տեղեկություն ստանալու համար, սակայն այն կա, և գիտնականներն ակտիվորեն դա օգտագործում են։ Եթե ​​էկզոմոլորակը բավականաչափ տաք է կամ հայտնվում է իր աստղի և Երկրի միջև գտնվող հատվածում, James Webb-ը գրանցում է դիտարկվող շրջանի արտանետումների և կլանման սպեկտրները և օգնում է եզրակացնել, թե արդյոք տվյալ մոլորակն ունի մթնոլորտ և ինչպիսին է դրա մոտավոր կազմը:

2004-ին Երկրից 41 լուսատարի հեռավորության վրա, 55 Cancri երկակի համակարգում՝ արևանման 55 Cancri A աստղի մոտ, գիտնականները հայտնաբերեցին 55 Cancri e տաք էկզոմոլորակը, որը մոտ երկու անգամ մեծ է Երկրից և մի փոքր ավելի խիտ: Այդ ժամանակից ի վեր, 55 Cancri e-ն մշտապես եղել է գիտնականների ուշադրության ներքո, սակայն էկզոմոլորակի վրա մթնոլորտի առկայությունը ոչ մի կերպ չի հաստատվել։

55 Cancri e էկզոմոլորակը չափազանց տաք է, որպեսզի այնտեղ կյանք առաջանա։ Այն իր աստղի շուրջը պտտվում է մոտ 17.5 մլն կմ հեռավորության վրա (Արեգակից Մերկուրի ընկած հեռավորության (70 մլն կմ) մոտ մեկ քառորդի չափ): Մոլորակի մակերեսը, ըստ երևույթին, մագմայի եռացող օվկիանոս է: Գիտնականների համար սա լավ հնարավորություն է ուսումնասիրելու Երկրի, Վեներայի կամ Մարսի անցյալը, երբ մեր համակարգի մոլորակները նույնպես բավական տաք էին։ Սա նաև հնարավորություն է հասկանալու քարքարոտ մոլորակների վրա մթնոլորտի ձևավորումը և դրանց փոխազդեցությունը մոլորակային նյութի հետ:

55 Cancri e էկզոմոլորակի դիտարկումների շնորհիվ հնարավոր է դարձել բացահայտել խիտ և բարակ մթնոլորտային շերտի նշաններ: Ըստ հետազոտողների՝ սա քարքարոտ էկզոմոլորակների վրա մթնոլորտի առկայության լավագույն վկայությունն է նման օբյեկտների դիտարկումների ողջ պատմության ընթացքում։ Տվյալները ստացվել են Webb-ի բարձր զգայունության շնորհիվ մերձակա և միջին ինֆրակարմիր տիրույթում:

Լույսի փոքր տատանումները՝ 4-ից 12 մկմ, բացահայտել են սպեկտրալ գծերի կլանումներ, որոնք վկայում են 55 Cancri e-ի մթնոլորտում ածխածնի մոնօքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի առկայության մասին, որոնք ակնհայտորեն արձակում և պահպանվում են (ամենակարևորն այս ուսումնասիրության մեջ) մագմայի գլոբալ օվկիանոսի կողմից: Այսինքն՝ քարքարոտ աշխարհն ինքնուրույն ստեղծում և պահպանում է մթնոլորտային շերտ։ Առաջնային մթնոլորտը վաղուց վերացած կլիներ մոտակա աստղի ճառագայթման հետևանքով։

James Webb-ը նաև պարզել է, որ այս էկզոմոլորակի վրա ցերեկվա ընթացքում ջերմաստիճանն ավելի ցածր է, քան կանխատեսում է մոդելավորումը: Չափումները ցույց են տվել, որ ցերեկային ժամերին մակերեսի ջերմաստիճանը 1540 °C է։ Եթե ​​մոլորակը մթնոլորտ չունենար, ապա  ջերմաստիճանը կբարձրանար մինչև 2000 °C կամ ավելի: Սառեցումը կարող է առաջանալ կամ լավայի հոսքերի կամ մթնոլորտային զանգվածների շարժման հետևանքով մոլորակի ցերեկվա ընթացքում երևացող կողմից դեպի գիշերվա կողմը (մոլորակը, ըստ երևույթին, մշտապես մակընթացային իրադարձության մեջ է և մի կողմով միշտ նայում է դեպի իր աստղը): Ըստ գիտնականների՝ լավայի հոսքերի գործոնը կարելի է բացառել, քանզի ակնհայտորեն նույն դինամիկան չէ: Սա ևս մեկ անուղղակի ապացույց է 55 Cancri e էկզոմոլորակում մթնոլորտի առկայության մասին։

«Ի վերջո, մենք ցանկանում ենք հասկանալ, թե ինչ պայմաններ են թույլ տալիս քարքարոտ մոլորակին ապահովել գազով հարուստ մթնոլորտ՝ բնակելի մոլորակի հիմնական բաղադրիչը»,- գրել են հետազոտողները: