По данным Уэбба, на соседней экзопланете есть следы сероводорода

Концепт-арт HD 189733 b, ближайшего к Земле транзитного горячего Юпитера. Автор: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins Univeristy

Экзопланета, печально известная своей смертоносной погодой, скрывает еще одну странную особенность — она пахнет тухлыми яйцами, согласно новому исследованию Университета Джона Хопкинса данных космического телескопа Джеймса Уэбба.

Результаты опубликованы в журнале Nature.

«Сероводород — это основная молекула, о существовании которой мы не знали. Мы предсказывали, что она будет, и мы знаем, что она находится на Юпитере, но на самом деле мы не обнаружили ее за пределами Солнечной системы», — сказал Гуанвэй Фу, астрофизик из Джонс Хопкинс, который руководил исследованием.

«Мы не ищем жизнь на этой планете, потому что там слишком жарко, но обнаружение сероводорода является ступенькой к обнаружению этой молекулы на других планетах и лучшему пониманию того, как формируются разные типы планет».

Помимо обнаружения сероводорода и измерения общего содержания серы в атмосфере HD 189733 b, команда Фу точно измерила основные источники кислорода и углерода на планете — воду, углекислый газ и угарный газ.

«Сера является жизненно важным элементом для построения более сложных молекул, и, как и углерод, азот, кислород и фосфат, ученым необходимо больше изучать ее, чтобы полностью понять, как устроены планеты и из чего они состоят», — сказал Фу.

HD 189733 b находится всего в 64 световых годах от Земли. Это ближайший «горячий Юпитер», который астрономы могут наблюдать, проходящий перед его звездой, что делает его эталонной планетой для детальных исследований экзопланетных атмосфер с момента ее открытия в 2005 году, сказал Фу.

Планета находится примерно в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, и совершает оборот по орбите всего за два земных дня. Он имеет палящую температуру в 1700 градусов по Фаренгейту и известен плохой погодой, в том числе стеклянным дождем, который дует вбок при скорости ветра 5000 миль в час.

Как и в случае с обнаружением воды, углекислого газа, метана и других важных молекул на других экзопланетах, Уэбб дает ученым еще один новый инструмент для отслеживания сероводорода и измерения серы на газовых планетах за пределами Солнечной системы.

HD 189733 b является эталонной планетой для определения характеристик атмосферы с момента ее открытия в 2005 году. Автор: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University

«Скажем, мы изучаем еще 100 горячих Юпитеров, и все они обогащены серой. Что это значит о том, как они родились и как они формируются иначе по сравнению с нашим собственным Юпитером?» - сказал Фу.

Новые данные также исключили наличие метана в HD 189733 b с беспрецедентной точностью и наблюдениями инфракрасной длины волны с помощью телескопа Уэбба, что противоречит предыдущим заявлениям о изобилии этой молекулы в атмосфере.

«Мы думали, что эта планета слишком горячая, чтобы иметь высокие концентрации метана, а теперь знаем, что это не так», — сказал Фу.

Команда также измерила уровни тяжелых металлов, подобных тем, что есть на Юпитере, и это открытие может помочь ученым ответить на вопросы о том, как металличность планеты коррелирует с ее массой, сказал Фу.

Менее массивные гигантские ледяные планеты, такие как Нептун и Уран, содержат больше металлов, чем те, которые содержатся в газовых гигантах, таких как Юпитер и Сатурн, крупнейших планетах Солнечной системы. Более высокая металличность предполагает, что Нептун и Уран накопили больше льда, камня и других тяжелых элементов по сравнению с такими газами, как водород и гелий, в ранние периоды формирования. По словам Фу, ученые проверяют, справедлива ли эта корреляция и для экзопланет.

«Эта планета массой Юпитера очень близка к Земле и очень хорошо изучена. Теперь у нас есть новые измерения, которые показывают, что действительно концентрации металлов на ней обеспечивают очень важную опорную точку для изучения того, как состав планеты меняется в зависимости от ее состава. масса и радиус», — сказал Фу.

«Результаты подтверждают наше понимание того, как планеты формируются путем создания более твердого материала после первоначального формирования ядра, а затем естественным образом обогащаются тяжелыми металлами».

В ближайшие месяцы команда Фу планирует отслеживать серу на большем количестве экзопланет и выяснить, как высокие уровни этого соединения могут влиять на то, насколько близко они формируются вблизи своих родительских звезд.

«Мы хотим знать, как такие планеты оказались там, и понимание состава их атмосфер поможет нам ответить на этот вопрос», — сказал Фу.

Больше информации: Guangwei Fu, Hydrogen sulfide and metal-enriched atmosphere for a Jupiter-mass exoplanet, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07760-y. www.nature.com/articles/s41586-024-07760-y

Источник: Johns Hopkins University