JWST обнаружил ледяные облака на газовом гиганте Epsilon Indi Ab

Астрономы обнаружили неожиданные ледяные облака на далекой планете, похожей на Юпитер, что меняет представления об изучении инопланетных миров. Credit: Shutterstock

Астрономы обнаружили нечто неожиданное на далеком газовом гиганте: облака из водяного льда. Открытие было сделано группой под руководством Элизабет Мэтьюз из Института астрономии Макса Планка (MPIA), и оно бросает вызов многим существующим моделям поведения атмосфер экзопланет. Планета, известная как Epsilon Indi Ab, похожа на Юпитер, однако ее атмосфера оказалась сложнее, чем предполагалось. Метод наблюдения, использованный в этом исследовании, также знаменует собой важный шаг к долгосрочной цели поиска и изучения планет, подобных Земле.

Запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в 2022 году ознаменовал начало нового этапа. Впервые астрономы смогли детально изучать атмосферы многих экзопланет, получая представление об их составе и структуре.

Элизабет Мэтьюз (Институт астрономии Макса Планка), ведущий автор исследования, объясняет: «JWST наконец-то позволяет нам детально изучать планетные аналоги Солнечной системы. Если бы мы были инопланетянами, находящимися в нескольких световых годах, и смотрели бы на Солнце, JWST был бы первым телескопом, который позволил бы нам детально изучить Юпитер. Однако для изучения Земли в деталях нам понадобились бы гораздо более совершенные телескопы».

Используя прибор среднего инфракрасного диапазона MIRI на JWST, команда получила прямое изображение Epsilon Indi Ab. Эта планета вращается вокруг звезды Эпсилон Индейца A в созвездии Индеец (в южном небе). По словам Бхавеша Раджпута, аспиранта MPIA, участвовавшего в исследовании: «Эта планета имеет значительно большую массу, чем Юпитер — новое исследование определяет ее массу в 7,6 масс Юпитера — но диаметр примерно такой же, как у ее собрата по Солнечной системе».

Epsilon Indi Ab вращается примерно в четыре раза дальше от своей звезды, чем Юпитер от Солнца. Температура ее поверхности оценивается от 200 до 300 Кельвинов (от -70 до +20 градусов Цельсия). Планета теплее Юпитера из-за тепла, оставшегося после ее формирования.

Наблюдения выявили меньше аммиака, чем предсказывали модели. Наиболее вероятное объяснение — наличие толстых, но неравномерных облаков из водяного льда, похожих на перистые облака в атмосфере Земли. Это неожиданное усложнение указывает на необходимость улучшения существующих моделей атмосфер планет.

Джеймс Манг (Техасский университет в Остине), соавтор исследования, отмечает: «Это отличная проблема, и она говорит об огромном прогрессе, которого мы достигаем благодаря JWST. То, что когда-то казалось невозможным для обнаружения, теперь достижимо, позволяя нам исследовать структуру этих атмосфер, включая наличие облаков. Это открывает новые уровни сложности, которые наши модели только начинают улавливать, и открывает дверь к еще более детальной характеристике этих холодных, далеких миров».

Будущие наблюдения, в том числе с помощью космического телескопа Нэнси Грейс Роман (запуск ожидается в 2026-2027 годах), могут дать еще более четкое представление об этих облаках.

Источники:

Материалы предоставлены Институтом астрономии Макса Планка.