«Уэбб» разглядел облака из песка и «лунный роддом» у далеких экзопланет
Астрономы разглядели необычные облака из силиката в атмосфере экзопланеты, а у ее соседа нашли признаки диска, из которого могут рождаться естественные спутники-луны. Открытие сделали с помощью телескопа «Уэбб». Обе планеты вращаются вокруг звезды YSES-1, которая похожа на Солнце. Система расположена в созвездии Мухи на расстоянии примерно 310 световых лет от Земли.
Обе планеты — газовые гиганты больше Юпитера. Они еще очень молоды, им около 17 миллионов лет. Это в тысячи раз меньше, чем возраст Земли. Поэтому их атмосферы все еще горячие и заметны в инфракрасном диапазоне. Это позволяет наблюдать такие планеты напрямую — не по косвенным данным, а как бы на фотографии. Подобные наблюдения помогают астрономам понять, как формируются атмосферы и из чего состоят самые ранние слои молодых планет.
Планета YSES-1 c оказалась покрыта облаками из силикатов — минералов, которые на Земле составляют большую часть песка. Они поглощают инфракрасное излучение на длине волны 9–11 микрон, и это хорошо видно в спектре, который телескоп получил. Ученые установили, что облака состоят либо из пироксена, обогащенного железом, либо из смеси аморфных силикатов магния — MgSiO₃ и Mg₂SiO₄. Размеры частиц не превышают 0,1 микрометра. Вероятно, облака стали заметны именно потому, что атмосфера молодой планеты пока сильно раздута.
Соседняя планета, YSES-1 b, преподнесла не меньше сюрпризов. Вокруг нее обнаружен диск из горячей пыли, похожий на те, из которых формируются спутники. Такие диски астрономы видели всего трижды, и раньше — только у более молодых объектов. Это делает открытие особенно важным: раньше считалось, что подобные диски быстро исчезают. Пыль в диске, скорее всего, состоит из оливина — еще одного силиката, типичного для земных пород. Он мог образоваться после столкновений мелких тел, которые обычно служат строительным материалом для будущих лун.
По словам исследователей, YSES-1 стала первой системой, где удалось сразу получить спектры двух экзопланет с помощью одного прибора на борту «Уэбба». Ученые заранее рассчитали, что обе планеты поместятся в поле зрения инструмента NIRSpec, и расчеты оказались верны. Это позволило получить самый подробный на сегодня набор данных о многопланетной системе.
Система YSES-1 оказалась слишком широкой, чтобы ее можно было объяснить привычными моделями формирования планет. Ее объекты расположены на удивительно большом расстоянии друг от друга. Ученые надеялись, что новые наблюдения помогут понять, почему так вышло. Но вместо ответов они получили еще больше вопросов. Теперь нужно понять, как в одной системе могут одновременно существовать облака из песка и лунный диск. Тайна слишком широких орбит у обеих планет осталась неразгаданной.
Исследование опубликовали в журнале Nature. В нем участвовали международные команды астрономов, включая аспирантов и постдокторантов из Тринити-колледжа в Дублине и Института исследований космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе.
