Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил возможные облака из водяного льда на экзопланете, похожей на Юпитер
Международная группа астрономов под руководством Элизабет Мэттьюз из Института астрономии Макса Планка провела детальный анализ атмосферы экзопланеты Epsilon Indi Ab, газового гиганта, расположенного всего в нескольких световых годах от Земли. Используя данные, собранные космическим телескопом Джеймс Уэбб, исследователи обнаружили неожиданные сигналы, указывающие на возможное присутствие облаков из водяного льда в атмосфере этой планеты.
Данный результат важен тем, что он подчеркивает ограничения текущих моделей, используемых для описания атмосфер экзопланет. До сих пор многие симуляции упрощали расчеты, не учитывая наличие облаков, однако новые наблюдения показывают, что эти элементы могут играть важную роль даже на холодных планетах, расположенных далеко от своей звезды. Epsilon Indi Ab, находящаяся на расстоянии 11,9 светового года от Земли, является так называемым «аналогом Юпитера», то есть планетой с характеристиками, похожими на газового гиганта нашей Солнечной системы. Изучать такие объекты очень сложно: в отличие от горячих планет, расположенных близко к своей звезде, холодные юпитероподобные миры излучают меньше радиации и их труднее наблюдать традиционными методами. Поэтому данное исследование представляет собой важный шаг вперед в изучении планет, напоминающих объекты нашей планетной системы.
Epsilon Indi Ab обращается вокруг звезды Epsilon Indi A на расстоянии, примерно в четыре раза превышающем расстояние между Юпитером и Солнцем. Масса планеты составляет около 7,6 массы Юпитера, но ее диаметр схож с юпитерианским. Температура ее поверхности относительно низка для экзопланеты, изучаемой с помощью телескопа Уэбб, и составляет от 200 до 300 Кельвинов, что делает ее одним из самых близких аналогов холодных планет Солнечной системы, наблюдавшихся на сегодняшний день. Для изучения планеты команда использовала прибор MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) космического телескопа, работающий в среднем инфракрасном диапазоне, применив технику прямого получения изображений. Коронограф позволил заблокировать свет звезды, сделав планету видимой, а специальные фильтры дали возможность проанализировать состав атмосферы. Астрономы искали, в частности, следы аммиака (NH₃), молекулы, которая доминирует в верхних слоях атмосферы Юпитера.
Однако результаты показали количество аммиака ниже ожидаемого. Этот факт привел исследователей к гипотезе о наличии плотных, но неоднородных облаков из водяного льда, способных изменять распределение наблюдаемых молекул. Это неожиданное открытие предполагает более сложную структуру атмосферы, чем предсказывают теоретические модели. Обнаружение облаков на Epsilon Indi Ab подчеркивает необходимость улучшения моделей, используемых для интерпретации наблюдательных данных. До сих пор многие симуляции упрощали экзопланетные атмосферы, исключая облака из-за вычислительной сложности, которую они представляют. Однако новые наблюдения показывают, что эти структуры могут значительно влиять на результаты, что делает необходимой ревизию теоретических подходов.
Исследование также имеет более широкие последствия для поиска экзопланет. Методы, использованные для наблюдения Epsilon Indi Ab, являются испытательным полигоном для будущих исследований планет, еще более похожих на Землю. Понимание того, как интерпретировать слабые и сложные сигналы, является фундаментальным шагом для того, чтобы в будущем идентифицировать возможные следы жизни на далеких мирах. Большой вклад в этом направлении может внести космический телескоп Нэнси Грейс Роман, запуск которого намечен на сентябрь 2026 года. Эта обсерватория сможет напрямую изучать отраженный облаками свет, предоставляя информацию, дополняющую данные, собранные телескопом Уэбб. Тем временем исследовательская группа планирует продолжить наблюдения других планет, похожих на Юпитер, расширяя выборку и улучшая понимание атмосфер холодных газовых гигантов.
Исследование в журнале The Astrophysical Journal Letters.