Космический телескоп «Джеймс Уэбб» изучил скалистую экзопланету
Газовые гиганты, вращающиеся вокруг Солнца, демонстрируют четкую закономерность: чем массивнее планета, тем ниже процент «тяжелых» элементов (любых, кроме водорода и гелия) в атмосфере планеты. Но международная группа астрономов обнаружила, что состав атмосферы планет-гигантов в галактике не соответствует тенденциям Солнечной системы.
Используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА (JWST), исследователи обнаружили, что атмосфера экзопланеты HD149026b, горячего Юпитера, вращающегося вокруг звезды, похожей на Солнце, сверхбогата углеродом и кислородом. Кроме того, диагностическое отношение углерода к кислороду у HD149026b, также известной как Смертриос, повышено по сравнению с Солнечной системой.
Результаты были опубликованы в журнале Nature 27.
«Похоже, что каждая планета-гигант отличается от других, и мы начинаем видеть эти различия благодаря JWST», – сказал Джонатан Лунин, профессор физических наук имени Дэвида К. Дункана в Колледже искусств и наук и соавтор исследования. – «В этой статье мы определили, сколько существует молекул относительно основного компонента газа, которым является водород, наиболее распространенный элемент во Вселенной. Это довольно много говорит нам о том, как образовалась эта планета».
Исследователи отмечают, что планеты-гиганты нашей Солнечной системы демонстрируют почти идеальную корреляцию как между общим составом, так и между составом атмосферы и массой. Внесолнечные планеты демонстрируют гораздо большее разнообразие общего состава, но ученые не знали, насколько разнообразен состав их атмосферы, до этого анализа HD149026b.
«Мы окончательно показали, что состав атмосферы гигантских внесолнечных планет не соответствует той тенденции, которая столь очевидна для планет Солнечной системы», – заявил Джейкоб Бин, профессор астрономии и астрофизики в Чикагском университете и ведущий автор статьи. – «Гигантские внесолнечные планеты демонстрируют большое разнообразие состава атмосферы в дополнение к их широкому разнообразию общего состава».
По словам Лунина, Смертриос, например, сверхобогащен относительно своей массы: «Это масса Сатурна, но в его атмосфере, по-видимому, содержится в 27 раз больше тяжелых элементов по сравнению с водородом и гелием, которые мы находим на Сатурне».
Другим ключевым измерением является соотношение углерода к кислороду в атмосфере планеты, которое раскрывает «рецепт» исходных твердых веществ в планетной системе, сказал Лунин. Для Смертриоса это примерно на 0,84 выше, чем в нашей Солнечной системе.
«В совокупности эти наблюдения рисуют картину планетообразующего диска с обилием твердых частиц, богатых углеродом», – сказал Лунин. – «HD149026b приобрел большое количество этого материала по мере своего формирования».
Хотя обилие углерода может показаться благоприятным для возникновения жизни, высокое соотношение углерода к кислороду на самом деле означает меньшее количество воды на планете или в планетной системе.
