Схематическое представление характеристики атмосферы чрезвычайно молодой транзитной экзопланеты V1298 тау b. Кредит: Жан-Мишель Десерт/ Саугата Барат/ Камалика Чакраборти.
Астрономы охарактеризовали атмосферу молодой (20 -м млн.) Транзитной экзопланеты и обнаружили, что она необычайно чистая и пухлая. Анализируя атмосферные особенности планеты, они смогли точно измерить массу планеты, превосходящие традиционные динамические методы, такие как радиальная скорость, которая плохо работает с такими активными молодыми звездами. Они обнаружили, что V1298 Tau B-это прото-саб-ниптун, все еще горячий и задушенный от его недавнего образования.
Команда, возглавляемая Саугата Барат (MIT, MA, US) и его докторскую степень. Супервайзер Жан-Мишель Дезерт (UVA, Нидерланды) использовал космический телескоп Джеймса Уэбба для изучения очень молодой планеты, и их результаты принимаются для публикации в астрофизическом журнале и в настоящее время доступны на сервере предварительного приема Arxiv.
V1298 Tau B всего от 10 до 30 миллионов лет, и у него необычайно чистая и пухлая атмосфера. Астрономы обнаружили сильные сигналы поглощения от молекул, таких как водяной пара, метана, углекислый газ, угарный газ и даже намеки на сложные фотохимические процессы, такие как предварительные обнаружения диоксида серы (SO₂) и карбонилсульфид (OCS).
Металлический бедный
Несмотря на богатый спектр, атмосфера на удивление бедна металлом-в 100 раз меньше обогащена, чем зрелые субсептуны-в результате чего она все еще развивается и со временем может стать более богатым металлом. Другой сюрприз исходит из того факта, что планета показывает в 100 раз меньше метана, чем ожидалось, что может быть результатом экстремального внутреннего тепла и сильного вертикального смешивания в атмосфере.
Такие высокие внутренние температуры не соответствуют стандартным моделям тепловой эволюции для планет размером с субсетун, что бросает вызов текущему пониманию их формирования и ранней эволюции. Эти результаты сильно мотивируют дальнейшие исследования молодых планетарных атмосфер, чтобы изучить, как состав со временем меняется.
V1298 атмосфера тау B, вероятно, не смешана и может иметь градиенты металличности, как те, которые выведены в гигантах солнечной системы. Это может, естественно, объяснить как его низкую наблюдаемую металличность, так и высокую внутреннюю тепло, согласовывая наблюдения с существующими моделями формирования и эволюции.
Суб-нептуны
Барат говорит: «Мы обнаружили, что V1298 Tau B имеет гораздо более четкую атмосферу и жаркий внутренний интерьер, чем то, что были раскрыты на наблюдениях суб-ниптун. Это говорит о том, что эволюционные процессы все еще разворачиваются и потенциально будут трансформировать атмосферную композицию этой планеты с возрастом».
Барат продолжает: «Наблюдения JWST необходимы для точного ограничения массы и атмосферной композиции, поскольку они давали нам доступ к множеству молекулярных особенностей поглощения (H2O, CH4, SO2, CO2, CO) в ближнем инфракрасном виде».
Больше молекул
Основываясь на предыдущих наблюдениях Хаббла, команда надеялась увидеть водяной пары в атмосфере планеты и потенциально метана. Но с JWST они смогли не только измерить обильность этих двух молекул, но и других молекул углеродного подшипника (CO и CO2), а также фотохимические продукты, такие как SO2 и OCS. Десерт говорит: «Когда это предложение было написано, ни одна из этих молекул, кроме воды, не была уверенно обнаружена с использованием космической спектроскопии с низким разрешением».
«В целом, эти результаты бросают вызов нашему пониманию того, как формируются и развиваются субсептуновые планеты. Мы показали, что на их самых ранних этапах эти планеты обладают атмосферами, которые значительно отличаются от их зрелых, миллиардных коллег»,-заключает Désert.
Следуя результатам V1298 Tau B, команда в настоящее время является (в качестве со-предпринимателей) частью большой программы JWST Cycle 3, в которой будет рассмотрены семь молодых транзитных планет в возрасте от 20 до 200 миллионов лет, чтобы увидеть, как развивается атмосферный состав с возрастом.
Информация от: Нидерландской исследовательской школой для астрономии
