Планета розміром приблизно з Сатурн, але з температурою більше схожою на земну, має атмосферу, багату на метан, згідно з новим дослідженням із використанням космічного телескопа James Webb NASA.
Відкриття нової екзопланети-гіганта
На відміну від газових гігантів — Юпітера та Сатурна — у Сонячній системі Землі, які розташовані далеко від Сонця і тому надзвичайно холодні, та так званих «гарячих юпітерів» — гігантських планет за межами Сонячної системи, які палають через близькість до зір, навколо яких обертаються, ця планета є однією з небагатьох відомих помірних гігантських планет і першою, атмосфера якої проаналізована.
Нові деталі про склад атмосфери планети допоможуть удосконалити моделі формування та еволюції планет і можуть покращити розуміння астрономами того, як працює атмосфера Землі, за словами дослідницької групи.
Стаття, що описує дослідження, під керівництвом астрономів з Пенсільванського державного університету та Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) при Каліфорнійському технологічному інституті, була опублікована в The Astronomical Journal.
TOI-199b — помірний гігант розміром із Сатурн
З моменту відкриття першої екзопланети в 1992 році командою, до складу якої входив Олександр Вольчзан у Пенсильванському державному університеті, астрономи виявили тисячі екзопланет. Але відомо лише про кілька великих, помірних екзопланет, і це вперше ми змогли детально вивчити атмосферу однієї з них.
Планета, яка називається TOI-199b, обертається навколо зорі, що розташована більше ніж за 330 світлових років від Землі, приблизно кожні сто днів. Її температура становить близько 175 градусів за Фаренгейтом, що з людської точки зору все ще спекотно, але не набагато гарячіше за максимальні зафіксовані температури на Землі, що становлять близько 134 градусів. Вона значно помірніша, ніж «гарячі юпітери», які можуть досягати тисяч градусів, та холодні газові гіганти Сонячної системи, температура яких на сотні градусів нижча за нуль.
Інструменти дослідження атмосфери чужих планет
Щоб охарактеризувати атмосферу екзопланети, астрономи використовують техніку під назвою «трансмісійна спектроскопія», щоб аналізувати світло від зорі, яке проходить через атмосферу планети. Для цього орбіта планети повинна бути такою, щоб вона проходила між своєю зорею та телескопом.
Інструменти James Webb розділяють світло зорі на його компонентні довжини хвиль, так само як призма може розділяти звичайне біле світло на кольори веселки.
«Коли планета опиняється перед своїм світилом, частина його світла проходить через атмосферу планети, де взаємодіє з елементами та молекулами в атмосфері, — сказав Аарон Белло-Аруфе, постдокторант у JPL та перший автор статті. — Конкретні елементи поглинатимуть конкретні довжини хвиль світла, створюючи відбиток у спектрі, який James Webb фіксує, що відображає склад атмосфери».
Спектр під час транзиту порівнюють із базовими вимірюваннями світла зорі, встановленими протягом приблизно 20 послідовних годин спостережень телескопа James Webb. Сам транзит триває близько семи годин, що значно довше, ніж транзити для гарячих юпітерів, які можуть тривати годину або менше.
Дослідники пояснили, що відмінності між базовим та транзитним спектрами показують, які довжини хвиль світла поглинає атмосфера планети, й використовуються для визначення елементів та молекул, які складають атмосферу.
Підпис метану та інші можливі гази
«Коли ми порівнювали спектри під час транзиту з базовими, ми побачили, що атмосфера блокувала довжини хвиль зоряного світла, поглинутого метаном, — сказав Белло-Аруфе. — Моделі складу помірних екзопланет-гігантів передбачали, що вони міститимуть метан, тому добре отримати підтвердження того, що наші теорії точні».
На додаток до метану, спостереження команди дало натяки, що атмосфера також містить аміак та вуглекислий газ.
Наслідки для планетарної науки
Науковці стверджують, що більш повна картина атмосфери помірного газового гіганта може бути використана для покращення наших моделей і потенційно кращого розуміння того, як формуються й еволюціонують планети та їхні атмосфери, включаючи Землю.
Успіх цього першого дослідження атмосфери помірного гіганта також дає астрономам впевненість у тому, щоб виділити більше ресурсів і часу для спостережень для вивчення інших схожих планет. Таким чином, ми можемо побачити, чи є ця планета унікальною, або ж існують загальні спільні характеристики для цього типу планет.
За матеріалами phys.org
