Знаменита рожева планета здивувала вчених хмарами, яких раніше ніхто не бачив

Міжнародна група астрономів під керівництвом дослідників із Northwestern University повідомила про незвичайне відкриття на об'єкті GJ504b, який у науково-популярній літературі отримав прізвисько "Рожева планета". Завдяки спостереженням космічного телескопа James Webb Space Telescope вченим вдалося виявити в його атмосфері хмари із солей – явище, яке раніше існувало лише на рівні теоретичних припущень. Про це пише Phys.

Дивіться також Загадкова сила продовжує розширювати Всесвіт, і вчені досі не знають, що це таке 

Що приховує атмосфера знаменитої "рожевої планети"?

Результати дослідження опубліковані в науковому журналі The Astronomical Journal.

Провідний автор роботи Аніш Бабурадж із Центру міждисциплінарних досліджень астрофізики CIERA зазначив:

"Рожева планета є найхолоднішим супутником планетарної маси, який коли-небудь був відкритий за допомогою наземних інструментів. Багато команд по всьому світу намагалися дослідити її світло, але об'єкт був занадто тьмяним для наземних телескопів".

За словами науковця, саме ця особливість зробила GJ504b ідеальною ціллю для телескопа Джеймса Вебба.

Чому GJ504b привертає увагу астрономів?

Об'єкт був відкритий у 2013 році та обертається навколо зорі, схожої на Сонце, на відстані близько 57 світлових років від Землі.

Попри популярне прізвисько, вчені досі не можуть остаточно визначити його природу. Маса GJ504b приблизно у 25 разів перевищує масу Юпітера. Через це він перебуває на межі між гігантською планетою та так званим коричневим карликом – космічним об'єктом, який не набрав достатньої маси для запуску повноцінних термоядерних реакцій.

Саме тому дослідники використовують обережніше визначення – "супутник планетарної маси".

Ще однією особливістю об'єкта є його низька температура. Якщо більшість безпосередньо сфотографованих екзопланет мають температуру від приблизно 540 до 1090 градусів Цельсія, то GJ504b нагрітий лише до близько 290 градусів Цельсія.

Як телескоп Джеймса Вебба розгадав загадку?

Раніше спроби отримати спектр цього світу за допомогою найбільших наземних телескопів закінчувалися невдачею. Світло зорі-господаря буквально затьмарювало слабке випромінювання самого об'єкта.

Телескоп Джеймса Вебба змінив ситуацію. Вчені змогли зафіксувати світло GJ504b і за допомогою спеціальних алгоритмів прибрати засвітку від яскравої зорі.

"Раніше інші астрономи спостерігали цей об'єкт цілу ніч за допомогою одних із найбільших телескопів світу і не могли його побачити. З JWST наше спостереження тривало близько двох годин, і ми досягли успіху", – розповів Бабурадж.

Аналіз спектра показав присутність водяної пари, метану, вуглекислого газу, аміаку та низки інших молекул.

Коли дослідники почали моделювати атмосферу GJ504b, виникла проблема. Стандартні моделі давали результати, які суперечили законам фізики та не пояснювали отримані дані.

Рішення знайшлося після додавання до моделей хмар. Команда перевірила кілька варіантів і дійшла висновку, що найкраще спостереженням відповідають саме соляні хмари.

За словами Бабураджа:

"Ми провели симуляції з хмарами, і результати почали відповідати тому, що ми знаємо про холодні планети. Ми протестували три різні типи хмар, і саме соляні хмари виявилися найкращим поясненням".

На думку авторів роботи, ці хмари приховують глибші шари атмосфери та впливають на світло, яке потрапляє до телескопа.

Фактично це перший випадок, коли астрономам вдалося отримати прямі докази того, що соляні хмари відіграють ключову роль у формуванні спектра подібного космічного об'єкта.

Що це означає для майбутніх досліджень?

Крім соляних хмар, спектральний аналіз показав підвищений вміст важких елементів в атмосфері GJ504b. Водночас питання його походження залишається відкритим. Наявні дані поки не дозволяють однозначно сказати, чи сформувався він як планета, чи за механізмом, характерним для невеликих зірок.

Вчені вважають, що методики, використані під час цього дослідження, допоможуть вивчати інші холодні та тьмяні світи. Зокрема, у майбутньому це може наблизити астрономів до детального дослідження хмар в атмосферах об'єктів, схожих на Юпітер.

"Це перший випадок, коли ми встановили, що соляні хмари є критично важливими для пояснення спектра об'єкта. Це гарне нагадування про те, що хмари потрібно враховувати в наших моделях", – підсумував Бабурадж.

Відкриття демонструє можливості телескопа Джеймса Вебба у вивченні найтемніших і найхолодніших світів за межами Сонячної системи та відкриває новий напрямок досліджень атмосфер екзопланет і коричневих карликів.