Субнептуни є поширеним типом екзопланет, але при цьому ці маленькі газові планети оповиті таємницею та туманами. Проте космічний телескоп Вебба допоміг команді вчених вперше зазирнути у секрети атмосфери екзопланети TOI-421 b та дослідити її в такий спосіб, який був неможливий до запуску телескопа.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
“Я чекала на телескоп Вебба всю свою кар’єру, щоб ми могли змістовно охарактеризувати атмосферу цих малих планет, – каже головна дослідниця Еліза Кемптон з Університету Мериленду. – Вивчаючи їхні атмосфери, ми краще розуміємо, як формувалися та еволюціонували субнептуни, і частково розуміємо, чому їх немає у нашій Сонячній системі”.
Субнептуни були відкриті завдяки телескопу NASA Kepler, і зараз астрономи намагаються зрозуміти, звідки взялися ці планети, і чому вони так поширені. Хоча субнептуни в кілька разів більші за Землю, вони менші за планети-гіганти та, як правило, холодніші за гарячі Юпітери, завдяки чому їх досить складно досліджувати.
Ключовим відкриттям до появи телескопа Вебба було те, що більшість атмосфер субнептунів мають “пласкі” спектри пропускання. Коли вчені спостерігали спектр планети під час транзиту повз зорю, замість того, щоб побачити спектральні особливості, науковці бачили лише пласку лінію спектра. Таким чином було зроблено висновок, що принаймні деякі субнептуни сильно затемнені хмарами або серпанком.
“Чому ми спостерігали за TOI-421 b? Тому що думали, що, можливо, на ній не буде хмар, – говорить Еліза Кемптон. – Причина в тому, що існували попередні дані, які вказували на те, що, можливо, планети в певному температурному діапазоні менш вкриті серпанком або хмарами, ніж інші”.
Цей температурний поріг становить близько 575°C. Якщо показник буде нижчим, між сонячним світлом і метаном відбуватиметься складний набір фотохімічних реакцій, які й спричинять появу серпанку. Температура TOI-421 b становить близько 725°C. Тому дослідники очікували побачити чисту атмосферу без серпанку або хмар – і їм вдалося.
“Ми побачили спектральні особливості, які ми приписуємо різним газам, і це дозволило нам визначити склад атмосфери, – заявив аспірант Браян Девенпорт з Університету Мериленду. – Тоді як у випадку з багатьма іншими субнептунами ми просто знали, що їхні атмосфери з чогось складаються”.
Команда виявила в атмосфері планети водяну пару, а також попередні ознаки оксиду вуглецю та діоксиду сірки. Крім того, вони не виявили метан та вуглекислий газ, зате побачили в атмосфері TOI-421 b велику кількість водню, що стало несподіванкою для вчених. “Перші кілька субнептунів, які спостерігав телескоп Вебба, мали атмосферу з важких молекул, і це стало нашим очікуванням, але потім ми виявили протилежне, – говорять вчені. – Це свідчить про те, що TOI-421 b, можливо, сформувалася і розвивалася інакше, ніж холодніші субнептуни, які спостерігалися раніше”.
Така атмосфера цікава тим, що імітує склад материнської зірки TOI-421 b. “Якби ви просто взяли той самий газ, що утворює зорю, кинули його поверх атмосфери та помістили в холоднішу температуру цієї планети, то отримали б ту саму комбінацію газів. Це відповідає гігантським планетам нашої Сонячної системи та відрізняється від інших субнептунів, які спостерігалися раніше”, – додала Еліза Кемптон.
Окрім того, що TOI-421 b гарячіший за інші субнептуни, він обертається навколо зірки, схожої на Сонце. Більшість інших субнептунів, які спостерігалися до цього часу, оберталися навколо червоних карликів. Тепер вчені хочуть дізнатися, чи є TOI-421b типовим випадком для субнептунів, що обертаються навколо сонцеподібних зірок, чи просто екзопланети дуже різноманітні.
Читайте також:
- Космічний телескоп NASA SPHEREx розпочав свою наукову місію
- Астрономи зафіксували гігантський космічний розлом у центрі Чумацького Шляху