Астрономи виявили екзопланету із землеподібною температурою та з метаном в атмосфері

За допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб» (JWST) виявлено планету, розміром приблизно із Сатурн, але з температурою, що більше нагадує земну, і вона має багату на метан атмосферу.

Про це повідомляють в Університеті штату Пенсильванія (Пеннстейт), передають OstanniPodii.com.

На відміну від газових гігантів у Сонячній системі — Юпітера та Сатурна — які знаходяться далеко від Сонця й тому є надзвичайно холодними, а також так званих «гарячих Юпітерів» — гігантських планет за межами Сонячної системи, які є пекуче гарячими через близькість до своїх зірок — ця планета є однією з небагатьох відомих помірних гігантських планет і першою з них, атмосфера якої була проаналізована.

За словами дослідницької групи, нові дані про склад атмосфери планети допоможуть у створенні моделей формування та еволюції планет і можуть покращити розуміння астрономів щодо того, як працює атмосфера Землі.

Стаття, що описує це дослідження, підготовлена командою дослідників під керівництвом астрономів з Пеннстейту та Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA при Каліфорнійському технологічному інституті, була опублікована 20 травня в «Astronomical Journal».

«Однією з головних переваг досліджень планет за межами нашої Сонячної системи, відомих як екзопланети, є можливість вивчати багато різних типів планет — особливо тих, яких ми не бачимо в Сонячній системі — щоб дізнатися, як формуються та еволюціонують планетні системи», — сказав Реню Ху, доцент кафедри астрономії та астрофізики в Еберлі-коледжі наук Пеннстейту та керівник дослідницької групи. «З часу відкриття першої екзопланети у 1992 році командою, до складу якої входив Александер Вольщан з Пеннстейту, астрономи виявили тисячі екзопланет. Але відомо лише про кілька гігантських екзопланет з помірним кліматом, і це перший випадок, коли нам вдалося детально дослідити атмосферу однієї з них».

Планета, названа TOI-199b, обертається навколо зорі, що знаходиться на відстані понад 330 світлових років від Землі, приблизно кожні сто днів. Її температура становить близько 79 градусів за Цельсієм, що з людської точки зору все ще є високою, але не набагато вищою за найвищі зафіксовані температури на Землі, які становлять близько 57 градусів і легко досягаються, наприклад, на приладових панелях автомобілів, припаркованих під прямими сонячними променями. Вона значно помірніша за гарячі юпітери, температура яких може сягати тисяч градусів, та холодні газові гіганти Сонячної системи, температура яких становить сотні градусів нижче нуля.

Новини за подібною темою:

		Гігантська планета пережила смерть своєї зорі, і навіть має атмосферу
		Виявлено докази існування магнітного поля на екзопланеті
		Астрономи виявили дві планети, які є “найпухкішими” з відомих

Щоб схарактеризувати атмосферу екзопланети, астрономи використовують техніку, яка називається спектроскопією пропускання, для аналізу світла від зорі, яке проходить крізь атмосферу планети. Щоб це працювало, орбіта планети має бути вирівняна так, щоб вона проходила між своєю зорею та телескопом. Прилади на JWST розкладають світло зорі на складові довжини хвиль, подібно до того, як призма розкладає звичайне біле світло на кольори веселки.

«Коли планета проходить перед своєю зорею, частина світла зорі проходить через атмосферу планети, де взаємодіє з елементами та молекулами в атмосфері», — сказав Аарон Белло-Аруфе, докторант у JPL та перший автор статті. «Конкретні елементи поглинають певні довжини хвиль світла, створюючи у спектрі світла, який виявляє JWST, «відбиток», що відображає склад атмосфери».

Спектр під час транзиту порівнюють з базовими вимірами світла зорі, встановленими за допомогою приблизно 20 годин поспіль спостережень JWST. Сам транзит триває близько семи годин, що набагато довше, ніж транзити гарячих юпітерів, які можуть тривати годину або менше. Дослідники пояснили: відмінності між базовим спектром і спектром під час транзиту показують, які довжини хвиль світла поглинаються атмосферою планети, і використовуються для ідентифікації елементів та молекул, що складають атмосферу.

«Коли ми порівняли спектри під час транзиту з базовими, ми побачили, що атмосфера блокувала довжини хвиль зоряного світла, поглинені метаном», — сказав Белло-Аруфе. «Моделі складу помірних екзопланет-газових гігантів передбачали, що вони міститимуть метан, тому добре отримати підтвердження того, що наші теорії є точними».

Окрім метану, спостереження команди дали підстави припустити, що атмосфера також містила аміак і вуглекислий газ.

«Завдяки додатковим спостереженням за цією планетою ми зможемо встановити відносну концентрацію цих різних газів у її атмосфері», — сказав Ху. «Ця більш повна картина атмосфери помірного газового гіганта може бути використана для вдосконалення наших моделей і, можливо, кращого розуміння того, як формуються та еволюціонують планети та їхні атмосфери, зокрема й Земля. Успіх цього першого дослідження атмосфери помірної гігантської планети також додає нам впевненості, щоб виділити більше ресурсів і часу на спостереження для вивчення інших подібних планет. Тоді ми зможемо побачити, чи є ця планета унікальною, чи існують загальні спільні характеристики для цього типу планет».

Також до дослідницької групи входили вчені з Університету штату Аризона, Університету Джонса Гопкінса, Інституту наук Карнегі, Каліфорнійського технологічного інституту та Каліфорнійського університету в Санта-Крузі.

• телескоп Вебба
• Екзопланети