Космическая обсерватория "Джеймс Уэбб" впервые позволив астрономам буквально заглянуть внутрь атмосферы горячего субнептуна TOI-421 b. Это весьма поразительно, с учетом того, что данная экзопланета расположена на расстоянии около 244 световых лет от Земли. Во многом это стало возможным, благодаря “стеклянной” атмосфере TOI-421 b.
Распространенная редкость
Стоит пояснить, что большинство планет размером между Землей и Нептуном (так называемых субнептунов) окутаны плотной дымкой из аэрозолей, которые эффективно скрывают спектральные линии химических элементов и существенно затрудняют их детальное наблюдение и анализ. А это весьма важно, так как субнептуны представляют собой один из самых распространенных типов планет в нашей Галактике. Даже удивительно, что в нашей собственной Солнечной системе такие миры отсутствуют. Но именно этот факт делает их особенно интересными для астрономов, занимающихся поиском и изучением планет за пределами нашей звездной системы.
Преодолевая препятствия
Плотная, непрозрачная атмосфера большинства известных субнептунов долгое время оставалась серьезным препятствием для изучения их химического состава и условий на этих далеких мирах. Большинство изученных ранее субнептунов вращаются вокруг относительно холодных звезд. Их равновесные температуры, рассчитанные без учета парникового эффекта, варьируются в широком диапазоне – от 7 °C до 347 °C.
Экзопланета TOI-421 b кардинально отличается от своих "собратьев". Температура на поверхности этого мира достигает впечатляющих 647 °C, а полный оборот вокруг своей солнцеподобной звезды она совершает всего за 5,2 земных суток, что свидетельствует об очень близкой орбите. На данный момент TOI-421 b является самым горячим субнептуном, атмосферу которого удалось детально изучить с помощью телескопа "Джеймс Уэбб".
“Стеклянная” атмосфера
Самое интересное, что атмосфера планеты оказалась удивительно прозрачной, словно стекло. Впервые детально "рассмотреть" атмосферу TOI-421 b удалось благодаря высокочувствительным инфракрасным инструментам — спектрографам NIRISS и NIRSpec, установленным на борту "Джеймс Уэбба". Полученный спектр в диапазоне длин волн от 0,83 до 5 микрометров убедительно подтвердил практически полное отсутствие аэрозольной дымки, характерной для большинства других известных субнептунов. Именно эта исключительная прозрачность атмосферы позволила ученым с высокой точностью измерить содержание водяного пара, что ранее было практически невозможно.
Анализ полученных данных позволил астрономам сделать важный вывод: атмосфера субнептуна TOI-421 b состоит преимущественно из легких газов – водорода и гелия – с очень низкой молекулярной массой, что делает ее по составу отчасти похожей на атмосферу нашего Солнца. При этом ученые не обнаружили заметных следов метана (CH₄) и диоксида углерода (CO₂). Слабые признаки наличия оксида серы (SO₂) и монооксида углерода (CO), зафиксированные инструментом NIRSpec, требуют дополнительного подтверждения из-за более высокого уровня шума в этих данных. На основе проведенных измерений и теоретических расчетов астрономы пришли к выводу, что TOI-421 b обладает твердым каменно-железным ядром, окруженным относительно тонкой оболочкой, состоящей из водорода, гелия и небольшого количества воды.
Источник:
© Русская Семерка
