«Джеймс Уэбб» обнаружил метан в атмосфере экзопланеты на расстоянии 335 световых лет от Земли
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) зафиксировал метан в атмосфере экзопланеты TOI-199b — газового гиганта, расположенного примерно в 335 световых годах от Земли. Наблюдение стало первым подтверждённым случаем обнаружения метана в атмосфере так называемого «умеренного» газового гиганта, то есть планеты, находящейся значительно дальше от своей звезды, чем горячие юпитеры, но всё же получающей умеренное количество тепла.
TOI-199b имеет массу около 0,17 массы Юпитера и радиус примерно 0,81 юпитерианского. Планета обращается вокруг звезды типа G с периодом около 104,9 дней — это орбита, лежащая между орбитами Меркурия (88 дней) и Венеры (225 дней) в Солнечной системе по масштабу периода обращения. Температура планеты оценивается примерно в 79 °C, что делает её значительно холоднее большинства близких к звёздам газовых гигантов.
Для анализа атмосферы использовался метод трансмиссионной спектроскопии. Он основан на изучении того, как свет звёзды проходит через атмосферу планеты во время её прохождения по диску звезды. Разные химические элементы и молекулы поглощают свет на характерных длинах волн, что позволяет определить их состав.
В случае TOI-199b данные JWST показали характерные признаки метана в газовой оболочке планеты. Эти результаты согласуются с теоретическими моделями «умеренных» газовых гигантов, которые предсказывали наличие метана в подобных условиях. Кроме того, исследователи рассматривают возможное присутствие других молекул, включая углекислый газ и аммиак, однако их наличие пока что остаётся неподтверждённым.
Иллюстрация: NASA / JPL-CaltechПо словам соавтора исследования, астронома Университета штата Пенсильвания Реню Ху (Renyu Hu), дальнейшие наблюдения позволят уточнить относительные концентрации газов в атмосфере и восстановить более полную картину формирования и эволюции таких планет. Эти данные, по его словам, важны не только для понимания экзопланет, но и для уточнения моделей, применимых к Земле и другим планетам.
TOI-199b занимает промежуточное положение по орбитальным характеристикам между внутренними планетами Солнечной системы: её период обращения в 104,9 дня больше, чем у Меркурия, но меньше, чем у Венеры. При этом температура планеты остаётся достаточно высокой для сохранения газовой природы, но значительно ниже экстремальных значений, характерных для «горячих юпитеров».
В более широком контексте метан уже обнаруживался в атмосферах других экзопланет с разными температурными режимами. Среди них — WASP-80b, относящаяся к классу «тёплых юпитеров» с температурами около 550 °C, и K2–18b, субнептун с диапазоном температур от −7 до 43 °C. Эти наблюдения позволяют выстраивать сравнительную картину химического состава атмосфер планет разных типов.
Учёные отмечают, что расширение выборки подобных наблюдений поможет определить, насколько TOI-199b является типичным представителем своего класса или же исключением. Это, в свою очередь, позволит уточнить модели формирования газовых гигантов и эволюции планетных атмосфер.
© iXBT
