Космический "Несчастный случай" помог раскрыть тайну формирования планетарных облаков
Космический объект по прозвищу «Несчастный случай», открытый в 2020 году, помог астрономам решить давнюю планетарную загадку. Гражданский ученый, участвовавший в проекте Backyard Worlds: Planet 9, обнаружил этот тусклый объект на расстоянии примерно 50 световых лет от Земли. Его необычные характеристики, непохожие на известные звезды или коричневые карлики, привлекли внимание специалистов и принесли ему такое название.
Детальное изучение атмосферы объекта с помощью телескопа Gemini South в Чили и космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» привело к важному открытию. Астрономы впервые достоверно обнаружили в атмосфере «Несчастного случая» силан (SiH₄) — простое соединение кремния и водорода. Десятилетия поисков не позволяли подтвердить наличие силана в атмосферах планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, где, согласно теоретическим моделям, это вещество участвует в процессе формирования облаков. Теперь же это соединение было найдено в древнем коричневом карлике, который сформировался за миллиарды лет до появления газовых гигантов нашей системы.
«Несчастный случай» представляет собой коричневый карлик — промежуточный объект между планетой и звездой. Его возраст оценивается в 10–12 миллиардов лет, что означает его формирование в ранней Вселенной, состоявшей преимущественно из водорода и гелия. Его свойства озадачили ученых, поскольку он сочетает признаки как более молодых и теплых, так и холодных древних коричневых карликов. Из-за необычного светового сигнала объект не был выявлен стандартными методами поиска и был обнаружен лишь благодаря внимательности гражданского ученого.
Обнаружение силана в атмосфере этого древнего объекта является ключом к пониманию формирования облаков на других планетах. Это открытие предоставляет первые прямые наблюдательные доказательства того, что силан играет роль в этом процессе. Химический состав «Несчастного случая» напрямую связан с его возрастом: он сформировался в среде с низким содержанием кислорода, что позволило кремнию соединиться с водородом. Образовавшийся легкий силан поднялся в верхние слои атмосферы, где его и смогли зафиксировать телескопы. В отличие от него, Юпитер и Сатурн формировались в богатой кислородом среде, где кремний образует более тяжелые соединения, которые опускаются глубоко в атмосферу и остаются невидимыми для приборов.
Это открытие не только решает давнюю химическую загадку, но и наглядно демонстрирует, что изучение редких космических феноменов способно углубить наше понимание планетарной науки в целом. Исследование исключительных случаев позволяет ученым улучшать модели, чтобы точнее описывать распространенные типы планет. Работа также проливает свет на сложность атмосфер экзопланет и объясняет, почему газовые гиганты сопоставимых размеров и масс могут демонстрировать кардинально разные характеристики в зависимости от условий их формирования.
Результаты исследования подчеркивают важность командной работы в астрономии: первоначальные данные были получены с наземных обсерваторий, телескоп «Джеймс Уэбб» обеспечил их точное химическое подтверждение, а ключевую роль в открытии сыграл внимательный гражданский ученый. Как отмечают авторы работы, такие открытия показывают, что химические процессы ранней Вселенной продолжают влиять на планеты, которые мы изучаем сегодня.