Астрономы впервые в истории науки зафиксировали присутствие изотопа в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Речь идёт об углероде-13, который был обнаружен в составе атмосферы экзопланеты TYC 8998-760-1 b, находящейся на расстоянии около 300 световых лет от Земли в созвездии Мухи. Это прорывное открытие было совершено с использованием Очень большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили, а его результаты опубликованы в престижном журнале Nature.
Что такое изотопы и почему это важно?
Все химические элементы состоят из атомов, которые, в свою очередь, образованы протонами, нейтронами и электронами. Изотопами называют атомы одного и того же элемента, имеющие одинаковое число протонов (а значит, и электронов), но разное количество нейтронов в ядре. Например, наиболее распространённый в природе углерод-12 имеет 6 протонов и 6 нейтронов. Обнаруженный же на экзопланете углерод-13 — это его более тяжёлый «родственник» с 6 протонами и 7 нейтронами. Существует также радиоактивный углерод-14 (6 протонов, 8 нейтронов), широко известный благодаря методу радиоуглеродного датирования.
Хотя изотопы не обладают кардинально иными химическими свойствами, их поведение в реакциях может незначительно отличаться. Именно эти тонкие различия делают изотопы мощным инструментом для исследований в астрофизике, геологии и других науках, позволяя, например, изучать процессы формирования планет.
По теме: В окрестностях Иерусалима обнаружен ключ эпохи Второго храма.
Планета-гигант и метод открытия
Экзопланета TYC 8998-760-1 b — это так называемый «супер-Юпитер». Она вдвое больше и в 14 раз массивнее крупнейшей планеты нашей системы. Углерод в её атмосфере присутствует преимущественно в форме угарного газа (CO).
Интересно, что сама планета была открыта всего два года назад астрономом Александром Боном из Лейденского университета. Комментируя новое исследование, соавтором которого он является, Бон выразил энтузиазм: «Потрясающе, что это открытие было сделано для „моей“ планеты. Вероятно, это первый случай из многих».
Как же учёным удалось «увидеть» конкретный изотоп на таком колоссальном расстоянии? Первый автор исследования, Япенг Чжан из Лейденской обсерватории, объяснил, что ключом стал анализ поглощённого атмосферой света. Атомы углерода-12 и углерода-13 поглощают излучение на слегка разных длинах волн (то есть разного «цвета»), что создаёт уникальные «отпечатки пальцев» в спектре. Именно эти тонкие спектральные линии и позволили команде однозначно идентифицировать углерод-13. Высокое содержание этого изотопа может быть связано с большим расстоянием планеты от своей звезды и условиями её формирования.
Стоит еще зайти сюда: Космос.
Источник статьи: В атмосфере экзопланеты впервые обнаружен изотоп!.