Астрономы подтвердили наличие аммиака в атмосфере суперюпитера Эпсилон Индейца Ab, а также впервые выявили признаки плотных облаков из водяного льда. Открытие меняет представления о газовых гигантах за пределами Земли и показывает, что эти миры куда сложнее, чем считалось, а их атмосферы отличаются от предсказаний существующих моделей.
Эпсилон Индейца Ab — массивный газовый гигант примерно в 7,6 раза тяжелее Юпитера. Он обращается вокруг близкой к Солнцу звезды всего в 12 световых годах от Земли. Такими мирами ученые особенно интересуются: температура их атмосферы варьируется от минус 73 до плюс 27 градусов Цельсия — этот диапазон близок к температурам на некоторых телах Солнечной системы.
Теоретически в таких условиях в атмосфере должны хорошо проявляться молекулы аммиака, а также могут формироваться облака из водяного льда. Ранее астрономы предполагали, что подобные миры относительно хорошо описывают модели без плотных облаков, однако уже самые первые наблюдения намекали: все намного сложнее.
В новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal Letters, ученые использовали данные, полученные с помощью инфракрасного спектрометра MIRI на борту космического телескопа «Джеймс Уэбб». Сравнив яркость Эпсилон Индейца Ab на длинах волн 10,6 и 11,3 микрометра (именно здесь находится характерный «отпечаток» аммиака), астрономы выяснили, что планета заметно ярче в диапазоне 11,3 микрометра, чем в 10,6. Тем самым подтвердилось присутствие аммиака в атмосфере.
Затем исследователи обнаружили кое-что неожиданное. Выявленный сигнал оказался слабее, чем предсказывали модели. Чтобы понять, в чем дело, авторы статьи рассмотрели несколько вариантов: например, необычный химический состав атмосферы с пониженным содержанием азота. Однако наиболее вероятным сценарием оказались плотные облака из водяного льда, которые частично «маскируют» линии поглощения аммиака и одновременно делают газовый гигант тусклым на других длинах волн.
Если облака действительно играют столь важную роль, значит, атмосферы холодных суперюпитеров устроены иначе: вместо относительно прозрачных оболочек эти миры могут быть окутаны густыми слоями ледяных облаков. Последние меняют распределение тепла, влияют на химические реакции и скрывают часть молекулярных сигналов от наблюдателей.
Результаты также показали, что Эпсилон Индейца Ab не уникальна. Сравнив ее с другими недавно открытыми газовыми гигантами, астрономы заметили общую закономерность: такие экзопланеты часто выглядят слабее в диапазоне трех-пяти микрометров.
То есть ледяные облака могут быть распространены среди подобных миров. Уточнив параметры суперюпитера и пересчитав его массу и орбиту, исследователи выяснили, что орбита может быть заметно вытянутой, а масса составляет примерно 7,6 массы Юпитера. Это, вероятно, влияет на историю формирования системы.
Наличие ледяных облаков у Эпсилон Индейца Ab — один из первых случаев, когда астрономы фактически изучают погоду на холодной экзопланете. До запуска «Уэбба» такие наблюдения были практически недоступны. Следующим шагом станет проверка результатов. Если выводы верны, модели атмосфер гигантских миров придется пересмотреть. А это важно уже не только для понимания отдельных экзопланет, но и для более широкой картины того, как устроены планетные системы во Вселенной.
По информации https://naked-science.ru/article/astronomy/u-blizhajshego-superyupit
Обозрение "Terra & Comp".
