Астрономи за допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб» виявили незвично низьку концентрацію аміаку в атмосфері одного з найближчих аналогів Юпітера за межами Сонячної системи. Таку низьку концентрацію аміаку пояснюють наявністю товстих хмар із водяного льоду, які частково приховують склад атмосфери екзопланети. Водночас ця екзопланета стала найхолоднішою, на якій взагалі вдалося виявити аміак — завдяки перевагам «Джеймса Вебба» над більш ранніми телескопами. Дослідження опублікували в журналі Astrophysical Journal Letters.
Планета Epsilon Indi Ab, чиї густі хмари, найімовірніше, приховують багату на аміак атмосферу. E. C. Matthews, MPIA / T. Müller, HdA
Чому аміаку виявилося менше за очікування?
Більшість екзопланет, атмосфери яких вдалося вивчити, значно гарячіші за наш Юпітер, оскільки обертаються близько до своїх зір і легше піддаються спостереженням. З початком роботи космічного телескопа «Джеймс Вебб» відкрилась можливість досліджувати й холодніші екзопланети. І декілька спостережень вже показали, що атмосфери цих холодних світів не зовсім відповідають сучасним моделям, зокрема мають нижчу концентрацію аміаку. Щоб з’ясувати, чи є це закономірністю для так званих холодних юпітерів, науковці дослідили таку планету за допомогою інфрачервоного інструмента MIRI на борту «Джеймса Вебба».
Об’єктом спостереження став Epsilon Indi Ab — один із найближчих відомих аналогів Юпітера. Ця екзопланета приблизно у чотири рази далі від своєї зорі, ніж Юпітер від Сонця, має масу близько 7,6 маси Юпітера, але за розміром подібна до нього, і має температуру атмосфери на рівні 275 Кельвінів. Щоб «побачити» екзопланету поруч із яскравою зорею, астрономи використали коронограф — спеціальний пристрій, який блокує світло зорі. Після цього вони виміряли випромінювання планети на різних довжинах хвиль та порівняли ці дані з попередніми спостереженнями, що дозволило їм виявити в атмосфері аміак, однак його кількість виявилася меншою за передбачення теоретичних моделей.
Найбільш імовірним поясненням розбіжності спостережень та теорії є наявність в екзопланети щільних, але неоднорідних хмар із водяного льоду. Такі хмари частково блокують випромінювання з глибших шарів атмосфери та можуть «приховувати» інші елементи. Водночас астрономи не виключають й альтернативні варіанти — меншу металічність атмосфери або те, що вона збіднена на азот. Спектроскопічні спостереження Epsilon Indi Ab, заплановані на наступні цикли «Джеймса Вебба», мають дати точнішу відповідь, а в майбутньому можуть допомогти виявити та проаналізувати атмосферу кам’янистих екзопланет.
Що дізнавалися про атмосфери подібних до Юпітера планет
🥚 В атмосфері найближчого до Землі гарячого юпітера виявили високу концентрацію сірководню, тож, найімовірніше, вона пахне, мов гнилі яйця.
💫 А інший гарячий юпітер настільки сильно наблизився до власної зорі, що його атмосферу розтягнуло на відстань, що дорівнює половині його орбіти.
🪐 Подібну втрату атмосфери зафіксували й у ще однієї подібної на Юпітер планети: її надлегка атмосфера простяглася на область у п’ять разів більшу за діаметр планети.
