Teleskop James Webb Kesan Air Separa Berat di WASP-39b

Isyarat HDO itu mempunyai kepentingan statistik sebanyak 4.81 sigma, menunjukkan bahawa pengesanan tersebut kukuh dalam analisis yang dijalankan .

Nisbah deuterium-hidrogen lebih tinggi

Daripada isyarat berkenaan, ahli astronomi dapat menganggarkan nisbah deuterium kepada hidrogen (D/H) dalam air di WASP-39b. Nilai yang diperoleh ialah 4.0 +1.3/-1.1 × 10⁻³ .

Angka ini jauh lebih tinggi berbanding nisbah D/H yang diukur pada gergasi gas dalam Sistem Suria—Jupiter, Zuhal, Uranus dan Neptun. Pada masa yang sama, nilainya bertindih secara angka dengan beberapa nisbah yang pernah direkodkan dalam persekitaran pembentukan bintang serta objek di bahagian dalam Sistem Suria .

Nisbah ini penting kerana ia boleh menjadi sejenis “cap jari” sejarah air sesebuah planet. Ia berpotensi menunjukkan dari mana air itu datang dan perkara yang berlaku kepada atmosfera planet tersebut selepas terbentuk.

Dua kemungkinan bagi lebihan deuterium

Pracetakan kajian itu mengemukakan dua penjelasan utama mengapa atmosfera WASP-39b kaya dengan deuterium .

1. Air diwarisi daripada kawasan pembentukan yang sejuk

WASP-39b mungkin terbentuk jauh dari bintangnya, di luar apa yang dikenali sebagai garisan salji—kawasan dalam cakera protoplanet yang cukup sejuk untuk air memeluwap menjadi ais.

Di kawasan sebegini, ais yang kaya dengan deuterium mungkin lebih mudah terkumpul dalam bahan binaan planet. Selepas itu, WASP-39b berkemungkinan berhijrah ke orbit yang lebih dekat dengan bintangnya, sambil mengekalkan sebahagian daripada tanda isotop purba tersebut .

2. Atmosfera berubah melalui proses isotop

Kemungkinan kedua ialah lebihan deuterium terbentuk secara beransur-ansur sepanjang sejarah atmosfera planet itu.

Tindak balas fotokimia di atmosfera atas, percampuran menegak dan pelepasan hidrogen ringan ke angkasa boleh menyebabkan deuterium—yang lebih berat—menjadi lebih banyak dalam bahagian atmosfera yang dapat diperhatikan oleh JWST .

Buat masa ini, kedua-dua senario masih menjadi kemungkinan yang perlu diuji melalui kajian lanjut.

Mengapa penemuan ini penting untuk pencarian dunia boleh didiami?

WASP-39b ialah gergasi gas yang sangat panas, maka planet itu sendiri tidak boleh didiami berdasarkan apa yang diketahui hari ini . Kepentingan penemuan ini terletak pada kaedahnya, bukan pada kemungkinan wujudnya kehidupan di WASP-39b.

Nisbah D/H boleh membantu mengesan sejarah air sesebuah planet. Di Bumi, nisbah ini dalam air laut menjadi salah satu petunjuk penting untuk mengkaji bagaimana air sampai ke planet kita—termasuk kemungkinan sumbangan daripada asteroid dan komet .

Pada masa hadapan, teknik pengesanan HDO yang sama boleh digunakan pada eksoplanet berbatu yang lebih kecil dan bersuhu sederhana. Ahli astronomi mungkin dapat menyiasat beberapa persoalan asas:

• Dari mana datangnya air? Adakah ia dibawa oleh bahan binaan kaya ais dari kawasan luar sistem planet?
• Sejauh mana bintang memproses air itu? Adakah sinaran bintang mengubah komposisi air sepanjang hayat planet?
• Berapa banyak atmosfera yang telah hilang? Adakah hidrogen yang lebih ringan terlepas ke angkasa dalam jumlah besar?

Jawapan kepada persoalan ini boleh membantu menentukan sama ada sesebuah planet berbatu berpotensi mengekalkan air cecair di permukaan—salah satu syarat penting dalam penilaian kebolehdiaman .

Justeru, pengesanan HDO di WASP-39b merupakan bukti konsep penting: JWST mempunyai kepekaan untuk menjejaki tandatangan isotop yang halus ini. Ia membawa ahli astronomi selangkah lebih dekat kepada usaha memahami dunia di luar Sistem Suria dan menilai sama ada sesetengah daripadanya mempunyai keadaan yang sesuai untuk kehidupan.