Не просто газ: JWST нашел воду и углекислый газ в атмосфере супернептуна WASP-166 b

Представьте себе мир, где небо кипит от жары, а в воздухе витают пары воды и углекислого газа. Нет, это не описание кошмарного будущего Земли, а портрет экзопланеты WASP-166 b, который удалось нарисовать астрономам благодаря космическому телескопу «Джеймс Уэбб» (JWST). Это открытие стало еще одним шагом на пути к пониманию разнообразия миров за пределами нашей Солнечной системы.

Экзотический сосед: Что мы знаем о WASP-166 b?

WASP-166 b — это не просто планета, это горячий супернептун. Представьте себе газовый гигант, который примерно в семь раз больше Земли в диаметре и в 32 раза массивнее. Он несётся по своей орбите вокруг родительской звезды с головокружительной скоростью, совершая полный оборот всего за 5,44 дня. Это как если бы год длился чуть больше пяти суток! Такое стремительное движение означает, что планета находится очень близко к своему светилу — всего 0,067 астрономической единицы (а.е.). Для сравнения, Земля от Солнца располагается на 1 а.е.

Близость к звезде делает WASP-166 b настоящей «жаровней». Её равновесная температура, по оценкам, достигает 1270 кельвинов — это почти 1000 градусов по Цельсию! Неудивительно, что она относится к так называемой «пустыне горячих нептунов» — области космоса, где планеты подобного размера встречаются крайне редко из-за разрушительного воздействия излучения звезды.

Звезда-хозяин и её особенности

Родительская звезда WASP-166, вокруг которой вращается планета, также не является заурядной. Она принадлежит к спектральному классу F9V и по своим размерам и массе на 20% превосходит наше Солнце. Однако, в отличие от нашего светила, её возраст оценивается всего в 2,1 миллиарда лет, что делает её сравнительно молодой. Эффективная температура её поверхности составляет 6050 кельвинов, а металличность (содержание элементов тяжелее водорода и гелия) составляет 0,19 декс.

JWST раскрывает тайны атмосферы

Что же такого особенного удалось узнать о WASP-166 b? Астрономы, под руководством Эндрю У. Майо из Университета штата Сан-Франциско, направили на эту экзопланету мощные «глаза» JWST, чтобы изучить состав её атмосферы. В ходе наблюдений использовались два основных инструмента: спектрограф NIRISS и камера NIRCam. Проанализировав данные, учёные пришли к потрясающему выводу: атмосфера WASP-166 b богата водяным паром и углекислым газом.

Но и это еще не всё. JWST позволил обнаружить и следы аммиака, хотя его концентрация оказалась не столь велика. Помимо этого, удалось зафиксировать давление, под которым находится облачный слой планеты. Оставшаяся часть атмосферы, по мнению исследователей, состоит из гелия и водорода в пропорциях, характерных для первичной солнечной туманности, из которой и образовалась наша система. Интересно, что поиск других соединений, таких как монооксид углерода, не принес результатов.

Металличность и углеродно-кислородный баланс

Одним из самых интересных открытий стало изучение химического состава WASP-166 b. Учёные выяснили, что отношение углерода к кислороду на планете (0,282) значительно ниже, чем у её звезды-хозяина (0,41) и тем более у нашего Солнца (0,55). Это говорит о том, что процесс формирования планеты проходил по особому сценарию. Кроме того, атмосфера WASP-166 b оказалась довольно металличной — её показатель достиг 1,57 декс.

Загадки формирования

В чём же кроются причины таких особенностей? Учёные предполагают, что WASP-166 b сформировалась в результате аккреции планетезималей — небольших тел, из которых впоследствии образовались планеты. Дальнейшая эволюция могла включать эрозию ядра или фотоиспарение атмосферы под воздействием мощного излучения звезды. Эти процессы могли привести к наблюдаемому сейчас химическому составу и высокой металличности атмосферы.

Открытие WASP-166 b — это еще одна глава в увлекательной истории изучения экзопланет. Каждый новый мир, открытый телескопами, помогает нам лучше понять процессы, которые формируют планеты во Вселенной. И, возможно, именно исследования таких экзотических миров приведут нас к ответу на один из самых главных вопросов: одиноки ли мы во Вселенной?