«Уэбб» обнаружил новый тип планеты

Художественное представление GJ 1214 b, проходящего перед своей звездой-хозяином. «Транзитный метод» позволяет астрономам изучать экзопланету, наблюдая, какие длины волн света тускнеют, когда свет звезды проходит через атмосферу экзопланеты. Автор: NAOJ

Новые данные наблюдений с космического телескопа Джеймса Уэбба и имитационные модели подтвердили новый тип планеты, непохожий ни на что, найденное в Солнечной системе. Это дает еще один кусочек головоломки, описывающей, как формируются планеты и планетные системы.

На сегодняшний день подтверждено существование более 5000 экзопланет вокруг звезд, отличных от Солнца. Многие экзопланеты не похожи ни на одну из планет Солнечной системы, что затрудняет определение их истинной природы. Один из наиболее распространенных типов экзопланет находится в диапазоне размеров между Землей и Нептуном.

Астрономы спорят, являются ли эти планеты похожими на Землю каменистыми планетами с толстой, богатой водородом атмосферой или похожими на Нептун ледяными планетами, окруженными богатой водой атмосферой, называемыми водными мирами. Предыдущие исследования были озадачены слоями высоких, толстых облаков, которые, по-видимому, обычны для этого типа планет и затрудняют изучение атмосферы под облачным покровом.

Международная группа исследователей под руководством Эверетта Шлавина из Университета Аризоны и обсерватории Стюарда и Казумасы Оно из Национальной астрономической обсерватории Японии использовала космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы заглянуть сквозь облака в пример такого рода экзопланеты, известной как GJ 1214 b. Расположенная всего в 48 световых годах от Солнечной системы, в направлении созвездия Змееносца, GJ 1214 b является самым простым примером этой планеты для изучения.

Вместо богатой водородом суперземли или водного мира новые данные выявили концентрации углекислого газа (CO ₂), сопоставимые с уровнями, обнаруженными в плотной атмосфере CO ₂ Венеры в нашей солнечной системе. Но в новых данных все еще было много неопределенностей.

«Обнаруженный сигнал CO ₂ в первом исследовании был крошечным, поэтому потребовался тщательный статистический анализ, чтобы убедиться в его реальности», — объясняет Оно. «В то же время нам нужны были физические и химические данные, чтобы извлечь истинную природу атмосферы GJ 1214 b из исследования Шлавина».

Затем Оно взял на себя инициативу, используя теоретические модели для запуска множества сценариев «что если» относительно атмосферы планеты. Из всех этих моделей те, которые лучше всего соответствуют данным, предполагают атмосферу с преобладанием углерода, как у «супер-Венеры».

Хотя это и увлекательно, атмосферная сигнатура, обнаруженная в этой работе, очень мала. Шлавин сравнивает это с чтением книги: «Это эквивалентно «Войне и миру» Льва Толстого. Если бы я дал вам два экземпляра и изменил одно предложение в одной из книг, смогли бы вы найти это предложение?» Команда подчеркивает необходимость будущих исследований для подтверждения и расширения своих выводов об этом распространенном, но загадочном типе экзопланет.

Больше информации: Everett Schlawin et al, Possible Carbon Dioxide above the Thick Aerosols of GJ 1214 b, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad7fef
Kazumasa Ohno et al, Возможная атмосфера с преобладанием металлов под толстыми аэрозолями GJ 1214 b, предполагаемая его панхроматическим спектром пропускания JWST, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ada02c