Розовая планета GJ 504 b оказалась окружена экзотическими облаками солей металлов
Наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) позволили астрономам впервые детально изучить атмосферу одного из самых труднодоступных объектов за пределами Солнечной системы — так называемой «Розовой планеты», официально обозначаемой как GJ 504 b. Новые данные показали, что вокруг этого холодного мира могут существовать необычные облака из солей металлов, которые ранее лишь теоретически предсказывались, но никогда не наблюдались напрямую.
Объект GJ 504 b был открыт в 2013 году и с самого начала считался крайне сложной целью для наблюдений. Его слабая яркость и значительное расстояние делали его практически недоступным для наземных телескопов, которые за многие годы так и не смогли получить достаточного количества данных для анализа атмосферы. Лишь переход к космическим инфракрасным наблюдениям позволил впервые «пробиться» сквозь световое загрязнение и получить спектральную информацию об объекте.
Планета находится примерно в 57 световых годах от Земли и обращается вокруг звезды, похожей на Солнце. Её масса оценивается примерно в 25 масс Юпитера, что ставит GJ 504 b на границу между крупными газовыми гигантами и коричневыми карликами. Температура объекта составляет около 290 °C, что значительно ниже типичных значений для подобных тел, температура которых обычно находится в диапазоне от 540 до 1100 °C. По оценкам исследователей, возраст системы составляет от 2,5 до 4 миллиардов лет, что также влияет на её необычные физические свойства.
Для получения данных международная команда учёных под руководством постдокторанта Эниша Бабураджа из Northwestern University использовала коронографические возможности JWST, позволяющие блокировать яркий свет центральной звезды и выделять слабое излучение планеты. Дополнительно применялись сложные алгоритмы обработки данных, которые позволили очистить сигнал и восстановить спектр объекта — графическое представление распределения света по длинам волн, по которому можно определить химический состав атмосферы.
Анализ спектра показал наличие в атмосфере GJ 504 b водяного пара, метана, углекислого газа и аммиака. Однако при попытке смоделировать атмосферные условия исследователи столкнулись с несоответствием данных, которое удалось объяснить только при добавлении в модель облаков особого типа. Лучшее совпадение с наблюдениями дала конфигурация, включающая облака из металлических солей, ранее предсказанные теоретически более 15 лет назад, но никогда не подтверждённые наблюдениями.
Эти солевые облака, по мнению учёных, могут действовать как своеобразная атмосферная «завеса», скрывающая часть химических сигналов из более глубоких слоёв атмосферы. Кроме того, полученные данные указывают на повышенное содержание тяжёлых элементов в составе объекта, которые в астрономии часто называют «металлами». Это делает химическую картину GJ 504 b ещё более сложной и необычной для подобных холодных миров.
Моделирование атмосферы включало несколько сценариев облачного состава, однако именно вариант с солевыми облаками обеспечил наилучшее совпадение с наблюдаемым спектром. Это стало ключевым аргументом в пользу их реального существования в атмосфере планеты.
Отдельно исследователи отмечают, что подобные результаты стали возможны благодаря высокой чувствительности JWST и использованию коронографа, который позволил провести наблюдения за несколько часов — тогда как ранее попытки с наземных телескопов требовали целых ночей наблюдений и не приводили к успеху. Полученные данные не только раскрывают особенности GJ 504 b, но и дают новые инструменты для изучения холодных миров, включая атмосферные слои планет-гигантов в нашей собственной Солнечной системе.
В целом работа показывает, что даже давно известные, но труднодоступные объекты могут раскрывать совершенно новые физические и химические свойства при переходе к более совершенным методам наблюдения. Учёные считают, что подобные исследования помогут лучше понять формирование и эволюцию холодных планетарных объектов во Вселенной.
Исследование было в журнале The Astronomical Journal.