Концептуальное искусство HD 189733 b, ближайшего транзитного горячего Юпитера к Земле. Автор: Роберто Молар Канданоса/Университет Джонса Хопкинса
Экзопланета, печально известная своей смертоносной погодой, скрывает еще одну странную особенность — она пахнет тухлыми яйцами, согласно новому исследованию Университета Джонса Хопкинса, проведенному на основе данных космического телескопа Джеймса Уэбба.
Атмосфера HD 189733 b, газового гиганта размером с Юпитер, содержит следовые количества сероводорода — молекулы, которая не только издает неприятный запах, но и дает ученым новые подсказки о том, как сера, строительный материал планет, может влиять на внутреннюю часть и атмосферу газовых миров за пределами Солнечной системы.
Результаты опубликованы в журнале Nature.
«Сероводород — это основная молекула, о существовании которой мы не знали. Мы предсказывали, что она там будет, и мы знаем, что она есть на Юпитере, но мы на самом деле не обнаружили ее за пределами Солнечной системы», — сказал Гуанвэй Фу, астрофизик из Университета Джонса Хопкинса, возглавлявший исследование.
«Мы не ищем жизнь на этой планете, потому что там слишком жарко, но обнаружение сероводорода — это ступенька к поиску этой молекулы на других планетах и получению более глубокого понимания того, как формируются различные типы планет».
Помимо обнаружения сероводорода и измерения общего содержания серы в атмосфере HD 189733 b, команда Фу точно измерила основные источники кислорода и углерода на планете — воду, углекислый газ и оксид углерода.
«Сера является жизненно важным элементом для построения более сложных молекул, и, как и в случае с углеродом, азотом, кислородом и фосфатом, ученым необходимо более подробно изучить ее, чтобы полностью понять, как устроены планеты и из чего они сделаны», — сказал Фу.
По словам Фу, планета HD 189733 b, расположенная всего в 64 световых годах от Земли, является ближайшим «горячим юпитером», проходящим перед ее звездой, что делает ее эталонной планетой для детального изучения экзопланетных атмосфер с момента ее открытия в 2005 году.
Планета находится примерно в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, и ей требуется всего около двух земных дней, чтобы завершить орбиту. Она имеет палящие температуры в 1700 градусов по Фаренгейту и печально известна своей скверной погодой, включая стеклянные дожди, которые разлетаются в стороны при скорости ветра 5000 миль в час.
Как и в случае с обнаружением воды, углекислого газа, метана и других важных молекул на других экзопланетах, «Уэбб» предоставляет ученым еще один новый инструмент для отслеживания сероводорода и измерения содержания серы на газовых планетах за пределами Солнечной системы.
HD 189733 b стала эталонной планетой для изучения атмосферы с момента ее открытия в 2005 году. Автор: Роберто Молар Канданоса/Университет Джонса Хопкинса
«Допустим, мы изучим еще 100 горячих Юпитеров, и все они обогащены серой. Что это значит относительно того, как они родились и как они формируются иначе, чем наш Юпитер?» — сказал Фу.
Новые данные также исключили наличие метана в HD 189733 b благодаря беспрецедентной точности и наблюдениям в инфракрасном диапазоне длин волн с помощью телескопа Уэбба, что опровергло предыдущие утверждения о распространенности этой молекулы в атмосфере.
«Мы думали, что эта планета слишком горячая, чтобы иметь высокую концентрацию метана, но теперь мы знаем, что это не так», — сказал Фу.
По словам Фу, команда также измерила уровни тяжелых металлов, подобных тем, что присутствуют на Юпитере. Это открытие может помочь ученым ответить на вопросы о том, как металличность планеты соотносится с ее массой.
Менее массивные гигантские ледяные планеты, такие как Нептун и Уран, содержат больше металлов, чем те, что содержатся в газовых гигантах, таких как Юпитер и Сатурн, крупнейших планетах Солнечной системы. Более высокая металличность предполагает, что Нептун и Уран накопили больше льда, камней и других тяжелых элементов по сравнению с газами, такими как водород и гелий, в ранние периоды формирования. Ученые проверяют, верна ли эта корреляция и для экзопланет, сказал Фу.
«Эта планета с массой Юпитера находится очень близко к Земле и очень хорошо изучена. Теперь у нас есть это новое измерение, показывающее, что действительно концентрация металлов на ней дает очень важную точку опоры для этого исследования того, как состав планеты меняется в зависимости от ее массы и радиуса», — сказал Фу.
«Полученные результаты подтверждают наше понимание того, как планеты формируются путем создания более твердого материала после первоначального формирования ядра, а затем естественным образом обогащаются тяжелыми металлами».
В ближайшие месяцы команда Фу планирует отслеживать содержание серы на большем количестве экзопланет и выяснить, как высокие уровни этого соединения могут влиять на то, насколько близко они формируются к своим родительским звездам.
«Мы хотим узнать, как появились эти типы планет, и понимание состава их атмосферы поможет нам ответить на этот вопрос», — сказал Фу.
Информация от: Университетом Джонса Хопкинса
