Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые провел детальный анализ атмосферы экзопланеты TOI-5205 b, которую астрономы именуют «запрещенной» планетой-гигантом. Полученные данные, опубликованные 6 апреля в издании Science Daily, удивили ученых: в атмосфере этого мира обнаружено меньше тяжелых элементов, чем в составе его родной звезды, что идет вразрез с общепринятыми теориями планетообразования.
По габаритам TOI-5205 b близка к Юпитеру, но вращается она вокруг гораздо менее массивного красного карлика, чья масса равна примерно 40% солнечной. Во время транзита, когда планета проходит по диску своей звезды, она блокирует около 6% ее излучения. В эти периоды астрономы применяют спектрографы, чтобы разложить свет звезды на спектр и определить химическую структуру атмосферы планеты.
Наблюдения за тремя такими транзитами принесли совершенно неожиданный результат. Металличность атмосферы TOI-5205 b, то есть доля тяжелых элементов по отношению к водороду, оказалась ниже не только, чем у Юпитера, но и ниже, чем у ее звезды. Ранее у исследованных планет-гигантов ничего подобного не встречалось. Кроме того, в атмосфере были идентифицированы метан и сероводород.
«Мы наблюдали значительно более низкую металличность, чем предсказывали наши модели для объемного состава планеты, который рассчитывается, исходя из измерений ее массы и радиуса. По всей видимости, тяжелые элементы мигрировали вглубь в процессе формирования, и теперь недра планеты и ее атмосфера не смешиваются между собой. Иными словами, мы имеем дело с атмосферой, очень богатой углеродом и очень бедной кислородом», — пояснил астрофизик Шубхам Кановия.
Для понимания причин этого расхождения исследователи Симон Мюллер и Равит Хеллед из Цюрихского университета создали подробные модели внутреннего устройства планеты. Согласно результатам моделирования, в целом TOI-5205 b примерно в сто раз богаче тяжелыми металлами, чем можно судить по ее атмосфере. Это говорит о том, что основная часть тяжелых элементов сконцентрирована в глубоких, недоступных для наблюдения слоях.
Затруднения в интерпретации данных вызывали также пятна на поверхности звезды — темные активные области, способные искажать спектральные наблюдения, усиливая одни длины волн и маскируя другие. Научная группа создала специальную методику для учета этих помех, что значительно увеличило точность конечных результатов.
Ранее, 30 марта, международная команда астрономов при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» зафиксировала уникальный энергетический всплеск GRB 250702B, чья продолжительность в сотни раз превысила длительность известных науке взрывов.