300 სინათლის წელიწადით დაშორებულ სამყაროში, ერთ-ერთი ეგზოპლანეტის ატმოსფეროში იზოტოპები პირველად აღმოაჩინეს.

გაზოვანი პლანეტის, სახელად TYC 8998-760-1 b-ის გარშემო არსებულ ნისლში ასტრონომებმა ნახშირბადის ერთ-ერთი ფორმა, ნახშირბად-13 აღმოაჩინეს. აღმოჩენა გვთავაზობს, რომ ეგზოპლანეტა მისი მშობლიური ვარსკვლავისგან შორს ჩამოყალიბდა, ზუსტად განსაზღვრული თოვლის ხაზის მიღმა, მისი სისტემის ცივ მიდამოებში.

მკვლევრებზე დაყრდნობით, აღმოჩენა საშუალებას გვაძლევს, პლანეტათა წარმოქმნის შესწავლილ პროცესს ახლებურად შევხედოთ.

"ნამდვილად განსაკუთრებული მოვლენაა, რომ ეგზოპლანეტის ატმოსფეროში ამის გაზომვა შეგვიძლია, ასეთ დიდ მანძილზე", — თქვა ნიდერლანდების, ლეიდენის უნივერსიტეტის ასტრონომმა იაპენგ ჟანგმა.

2019 წელს აღმოჩენილი TYC 8998-760-1 b უკვე საკმაოდ განსაკუთრებული გახლდათ. იგი იმ ძალიან იშვიათ ეგზოპლანეტათა ჯგუფს მიეკუთვნება, რომელთა ასახვაც უშუალოდ შევძელით.

ვარსკვლავები ძალიან კაშკაშაა, პლანეტები კი, რომ შევადაროთ, ძალიან მკრთალი, ამიტომაც ჩვეულებრივ მათ მასპინძელ ვარსკვლავზე მოხდენილი ზემოქმედების მიხედვით ვცნობთ ხოლმე, იქნება ეს გრავიტაციული გავლენა თუ ვარსკვლავის ნათების წუთიერი დაჩრდილვა, როდესაც წინ ჩაუვლის.

მოცემული ტექნიკები საუკეთესოდ მათ ვარსკვავებთან ახლოს მყოფი პლანეტებისათვის მუშაობს, მაგრამ TYC 8998-760-1 b ვარსკვლავს საკმაოდ შორიდან უვლის გარს — დაახლოებით 160 ასტრონომიული ერთეული დაცილებით. შედარებისთვის, პლუტონი მზის ორბიტაზე 40 ასტრონომიული ერთეულით შორს ბრუნავს.

ამასთან, ეს ეგზოპლანეტა ძალიან დიდია, იუპიტერზე 14-ჯერ დიდი მასა აქვს, რაც ნიშნავს, რომ არეკლილი ვარსკვლავის შუქით შედარებით უფრო კაშკაშაა. იაპენგ ჟანგის მკვლევართა ჯგუფმა გადაწყვიტა გაერკვია, შეეძლო თუ არა ვარსკვლავის მიერ არეკლილ ნათებას მათთვის რამის თქმა.

კონკრეტულად, მათ ახლო ინფრაწითელ უბნებში ინტეგრალური ველის შემსწავლელი სპექტროგრაფი (SINFONI) გამოიყენეს ევროპის სამხრეთ ობსერვატორიის ძალიან დიდ ტელესკოპზე, ჩილეში. ინსტრუმენტი სინათლის სპექტრს აკვირდება, ხოლო გუნდი შთანთქმადობის მახასიათებლებს ეძებდა.

სპექტრში მუქი ხაზები ჩნდება, როდესაც სინათლის კონკრეტული ტალღის სიგრძეები გარკვეული ელემენტების მიერ შთაინთქმება. მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ TYC 8998-760-1 b-ის მიერ შთანთქმული ტალღის სიგრძეები თავსებადია ნახშირბად-13-თან, რომელიც თავს უმთავრესად ნახშირბადის მონოოქსიდში იყრის.

იზოტოპები საკმაოდ საინტერესოა. ისინი იგივე ელემენტის ფორმებს წარმოადგენენ, რომელთაც პროტონებისა და ელექტრონობის იგივე, მაგრამ ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა აქვთ.

ნახშირბად-12-ს, ნახშირბადის ყველაზე სტაბილურ იზოტოპს, 6 ნეიტრონი აქვს. ნახშირბად-13-ს — 6 პროტონი და 6 ელექტრონი, მაგრამ 7 ნეიტრონი, რასაც მნიშვნელობა ნამდვილად აქვს, ვინაიდან განსხვავებულია, როგორც მათი ფორმირების გზები, ასევე გარემო პირობებზე რეაგირება.

TYC 8998-760-1 b-ზე მკვლევრები ნახშირბადის განსაზღვრულ გავრცელებას ელოდნენ, ნახშირბად-13-ის რაოდენობა ეგზოპლანეტის ატმოსფეროში კი ამ მოლოდინზე ორჯერ მეტი აღმოჩნდა. გუნდს სჯერა, რომ ამას შეუძლია ინფორმაცია მოგვაწოდოს პირობების შესახებ, რომელშიც TYC 8998-760-1 b ჩამოყალიბდა.

"პლანეტა 150-ჯერ იმაზე შორსაა თავისი მშობლიური ვარსკვლავისგან, ვიდრე დედამიწა — მზისგან. ასეთ შორეულ დისტანციაზე ყინულები შესაძლოა მეტი ნახშირბად-13-ით ჩამოყალიბდა, რამაც დღეს პლანეტის ატმოსფეროში იზოტოპის ნახადი გაზარდა", — ახსნა გერმანიის მაქს პლანკის ასტრონომიის ინსტიტუტის ასტროფიზიკოსმა პოლ მოილერმა.

ეს რეგიონი შესაძლოა ნახშირბადის მონოოქსიდის თოვლის ხაზს მიღმა იყოს — მანძილი ვარსკვლავიდან, რომლის მიღმაც ნახშირბადის მონოოქსიდი კონდენსირდება და აირიდან ყინულად იქცევა (სხვადასხვა აირებს სხვადასხვა თოვლის ხაზი აქვთ).

მეცნიერების განცხადებით, ნებისმიერი ეგზოპლანეტა, რომელიც ვარსკვავის სითბოსგან ასე შორს ყალიბდებოდა, ასევე წარმოქმნიდა ნახშირბადის მონოოქსიდის ყინულებს. ვინაიდან მზის სისტემის ჩვენთვის ცნობილი პლანეტები ამ დისტანციასთან შედარებით ახლოს არიან მზესთან, ისინი არ წარმოქმნიდნენ იმდენ ნახშიბადის მონოოქსიდს, რამდენსაც TYC 8998-760-1 b.

"ატმოსფეროებში იზოტოპთა დაფიქსირება ჯერჯერობით ბევრი ეგზოპლანეტისთვის შესაძლებელი არ იქნება, მაგრამ ჩვენი ტელესკოპების გაუმჯობესებასთან ერთად ესეც შესრულებადი გახდება", — თქვეს მკვლევრებმა.

"მოლოდინი გვაქვს, რომ იზოტოპები მომავალში დაგვეხმარებიან იმის გაგებაში, ზუსტად როგორ, როდის და სად წარმოიქმნებიან პლანეტები. ეს მხოლოდ დასაწყისია", — თქვა ლეიდენის უნივერსიტეტის ასტრონომმა იგნას სნელენმა.

კვლევა გამოქვეყნებულია ჟურნალში Nature.