«Джеймс Уэбб» впервые обнаружил облака из водного льда в атмосфере далёкого аналога Юпитера
Астрономы из Института астрономии имени Макса Планка (Max Planck Institute for Astronomy, MPIA) сообщили о наблюдении, которое выходит за пределы возможностей большинства существующих моделей атмосфер экзопланет. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) они обнаружили признаки водяных ледяных облаков в атмосфере экзопланеты Эпсилон Инди Ab (Epsilon Indi Ab) — газового гиганта, похожего на Юпитер.
Открытие важно не только само по себе, но и в контексте развития моделей экзопланетт, которая постепенно движется к долгосрочной цели — поиску планет, похожих на Землю, и потенциальных признаков жизни на них.
До недавнего времени исследования такие проходили в два основных этапа. С середины 1990-х годов и до начала 2020-х годов основное внимание уделялось обнаружению самих планет и измерению их базовых параметров — массы и размера. С запуском JWST в 2022 году начался следующий этап: появилась возможность детально изучать атмосферы экзопланет и выявлять их химический состав.
Однако даже при таких возможностях изучение аналогов Юпитера оказалось сложнее, чем ожидалось. Большинство наблюдаемых газовых гигантов находятся очень близко к своим звёздам, из-за чего сильно нагреты. Эпсилон Инди Ab выделяется тем, что находится значительно дальше от своей звезды и имеет более холодную атмосферу, ближе к условиям Юпитера.
Иллюстрация: E.C. Matthews, MPIA / T. Müller, HdAПланета расположена в системе звезды Эпсилон Инди A в созвездии Инд. Её масса составляет около 7,6 массы Юпитера, при этом размер сопоставим с Юпитером. Температура атмосферы оценивается в диапазоне от –70 до +20 °C. Несмотря на это, планета немного теплее Юпитера, что связано с остаточным теплом после её формирования.
Для наблюдений учёные использовали инструмент MIRI на JWST с коронографом, который блокирует свет родительской звезды. Это позволило получить прямые изображения планеты. Ключевым стал анализ в инфракрасном диапазоне около 11,3 мкм — рядом с линией, связанной с аммиаком.
Сравнение данных на разных длинах волн показало неожиданное: аммиака в атмосфере оказалось меньше, чем предсказывали модели. Наиболее вероятным объяснением этого результата исследователи считают наличие плотных, но неоднородных облаков из водяного льда в верхних слоях атмосферы.
Такие облака ранее не ожидались для подобных объектов. По своей структуре они напоминают высокие перистые облака на Земле, но формируются в совершенно иных условиях. Их присутствие влияет на спектральные наблюдения и может скрывать часть химических сигналов, включая аммиак.
Проблема заключается в том, что большинство моделей атмосфер экзопланет до сих пор не учитывают облака в полном объёме из-за сложности вычислений. Новые данные показывают, что это серьёзное упрощение может ограничивать точность интерпретации наблюдений.
Исследователи отмечают, что именно такие результаты JWST постепенно заставляют пересматривать подходы к моделированию атмосфер газовых гигантов.
В будущем дополнительные наблюдения планируются с использованием других инструментов, включая космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» (Nancy Grace Roman Space Telescope), запуск которого ожидается в 2026–2027 годах. Он должен позволить лучше изучать отражательные свойства подобных облаков.
© iXBT
