«Уэбб» обнаружил метан в атмосфере похожей на Сатурн экзопланеты
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые подробно изучил атмосферу гигантской экзопланеты с умеренной температурой. Речь идет о планете TOI-199b: по размеру она близка к Сатурну, а в ее атмосфере исследователи обнаружили метан. Наблюдения также указывают на возможное присутствие аммиака и углекислого газа. Статью об этом опубликовали в The Astronomical Journal, а работу выполнила группа под руководством астрономов из Пенсильванского университета и Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA при Калифорнийском технологическом институте.
TOI-199b находится более чем в 330 световых годах от Земли и обращается вокруг своей звезды примерно за 100 дней. Температура на планете составляет около 80°C , то есть с точки зрения человека там жарко, но это совсем не те тысячи градусов, до которых нагреваются так называемые горячие юпитеры. При этом TOI-199b намного теплее газовых гигантов Солнечной системы, где температура падает на сотни градусов ниже нуля. Авторы работы отмечают, что таких гигантских, но умеренно теплых экзопланет известно всего несколько, и атмосферу одной из них удалось исследовать так подробно впервые.
Астрономы изучили TOI-199b методом транзитной спектроскопии. Для этого нужно, чтобы орбита планеты оказалась расположена так, что планета проходит между своей звездой и телескопом. В этот момент часть света звезды проходит через атмосферу планеты. Приборы «Джеймс Уэбб» раскладывают этот свет по длинам волн, как призма раскладывает белый свет на цвета радуги. Затем ученые сравнивают спектр звезды во время транзита с обычным спектром звезды, который телескоп записывает вне транзита. Если какая-то молекула в атмосфере поглощает свет на определенных длинах волн, в спектре появляется характерный след.
Экзопланеты: какие бывают, как их открыли и есть ли среди них пригодные для жизни
Именно такой след команда увидела у метана. По словам первого автора статьи Аарона Белло-Аруфе из JPL, атмосфера планеты блокировала те длины волн звездного света, которые поглощает метан. Модели давно предсказывали, что в атмосферах умеренно теплых газовых гигантов должен быть метан, и теперь это наблюдение подтвердило расчеты. Кроме того, данные дали признаки того, что в атмосфере могут быть аммиак и углекислый газ, хотя для уверенного вывода нужны новые наблюдения.
Наблюдение оказалось технически сложным. Чтобы получить базовый спектр звезды и сравнить его со спектром во время прохождения планеты, «Джеймс Уэбб» наблюдал систему около 20 часов подряд. Сам транзит длился примерно 7 часов. Это заметно дольше, чем у горячих юпитеров, у которых такие прохождения могут занимать около часа или даже меньше.
Руководитель работы Жэнь Юй Ху из Пенсильванского университета говорит, что исследования экзопланет помогают изучать типы миров, которых нет в Солнечной системе, и через это лучше понимать, как формируются и меняются планетные системы. Он напоминает, что первую экзопланету в 1992 году обнаружила группа, в которую входил Александр Вольщан из Пенсильванского университета. С тех пор астрономы нашли тысячи экзопланет, но гигантских планет с умеренной температурой среди них известно немного.
Если «Джеймс Уэбб» продолжит наблюдения TOI-199b, ученые смогут точнее определить относительное содержание газов в ее атмосфере. Такие данные помогут уточнить модели формирования и эволюции планет и их атмосфер. Авторы работы рассчитывают, что дальнейшие исследования покажут, уникальна ли TOI-199b или у планет этого типа есть общие свойства.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech
Самое популярное
