В атмосфере горячей экзопланеты класса «супернептун» обнаружены вода и углекислый газ

Спектр пропускания WASP-166 b из POSEIDON Baseline free chemical retrieval. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.00609

Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), астрономы охарактеризовали атмосферу горячей экзопланеты супернептуна, обозначенной WASP-166 b. В результате они обнаружили, что атмосфера этого инопланетного мира содержит воду и углекислый газ. Их выводы были опубликованы 31 декабря на сервере препринтов arXiv.

WASP-166 b примерно в семь раз больше и в 32 раза массивнее Земли. Она совершает оборот вокруг своей родительской звезды каждые 5,44 дня на расстоянии примерно 0,067 а.е. от нее. Планета относительно горячая, поскольку ее равновесная температура оценивается в 1270 К. Параметры WASP-166 делают ее представителем так называемой пустыни горячего Нептуна — области пространства параметров с высокими потоками инсоляции и промежуточными радиусами планет, которая очень малонаселена.

Родительская звезда WASP-166, которая находится примерно в 368 световых годах от нас, имеет спектральный тип F9V и примерно на 20% больше и массивнее Солнца. Эффективная температура звезды составляет 6050 К, металличность на уровне 0,19 dex, а ее возраст оценивается в 2,1 миллиарда лет.

Группа астрономов под руководством Эндрю В. Майо из Университета штата Сан-Франциско решила провести детальную атмосферную характеристику WASP-166 b. Для этой цели они использовали тепловизор и бесщелевой спектрограф JWST (NIRISS) и камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam).

«Мы собрали два транзитных наблюдения планеты с помощью JWST, один транзит с помощью NIRSpec BOTS G395M/F290LP (2,80–5,17 мкм) и один транзит с помощью NIRISS SOSS Order-1 (0,85–2,81 мкм)», — пишут исследователи в статье.

Наблюдения показали, что атмосфера WASP-166 b содержит воду и углекислый газ, поскольку они доминируют в полученном спектре. Более того, JWST позволил команде сделать слабое обнаружение аммиака и слабое обнаружение давления облачного покрова.

Остальная часть атмосферы WASP-166 b, как предполагается, состоит из заполняющих газов — гелия и водорода, в изначальном солнечном соотношении. Исследователи также искали другие соединения, такие как оксид углерода или аммиак, но не нашли ничего в данных JWST.

Согласно статье, WASP-166 b имеет планетарное отношение углерода к кислороду примерно 0,282, что ниже, чем у родительской звезды (0,41) и значительно ниже, чем у Солнца (0,55). Оказалось, что экзопланета имеет высокую металличность атмосферы — на уровне около 1,57.

Авторы статьи пришли к выводу, что полученные результаты в случае WASP-166 b можно объяснить аккрецией планетезималей с последующей эрозией ядра или фотоиспарением.

Больше информации: Andrew W. Mayo et al, Detection of H ₂ O and CO ₂ in the Atmosphere of the Hot Super-Neptune WASP-166b with JWST, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.00609