Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ за първи път извърши подробно изследване на атмосферата на гигантска екзопланета с умерена температура. Става дума за планетата TOI-199b. По размер тя е близка до Сатурн, а в атмосферата ѝ учените са открили метан.

Наблюденията също така сочат за възможно присъствие на амоняк и въглероден диоксид

Статията е публикувана в The Astronomical Journal, а изследването е дело на екип, ръководен от астрономи от Пенсилванския университет и Лабораторията за реактивно движение (JPL) на НАСА към Калифорнийския технологичен институт.

TOI-199b се намира на повече от 330 светлинни години от Земята и обикаля около своята звезда за приблизително 100 дни.

Температурата на планетата е около 80°C. От човешка гледна точка това е горещо, но е далеч от хилядите градуси, до които се нагряват така наречените „горещи юпитери“.

В същото време TOI-199b е значително по-топла от газовите гиганти в Слънчевата система, където температурите падат до стотици градуси под нулата.

Авторите на изследването отбелязват, че са известни само няколко такива гигантски, но умерено топли екзопланети. Това е първият път, в който атмосферата на една от тях е изследвана толкова детайлно.

TOI-199b е проучена чрез метода на транзитната спектроскопия

За целта е необходимо орбитата на планетата да е разположена така, че тя да преминава между своята звезда и телескопа. В този момент част от светлината на звездата преминава през атмосферата на планетата.

Инструментите на „Джеймс Уеб“ разлагат тази светлина по дължина на вълната. Подобно на начина, по който призма разлага бялата светлина в цветовете на дъгата.

След това учените сравняват спектъра на звездата по време на транзита с нейния обикновен спектър, записан извън този период. Ако дадена молекула в атмосферата поглъща светлина при определени дължини на вълните, в спектъра се появява характерна следа.

Именно такава следа екипът е забелязал при метана

Според първия автор на статията, Аарън Бело-Аруфе от JPL, атмосферата на планетата е блокирала тези дължини на вълните на звездната светлина, които се поглъщат от метана.

Моделите отдавна предвиждаха, че в атмосферите на умерено топлите газови гиганти трябва да има метан. Сега това наблюдение потвърждава изчисленията.

Освен това данните дават индикации, че в атмосферата може да има амоняк и въглероден диоксид. За по-категорично заключение са необходими нови наблюдения.

Наблюдението се е оказало технически сложно

За да получи базов спектър на звездата и да го сравни със спектъра по време на преминаването на планетата, „Джеймс Уеб“ е наблюдавал системата в продължение на около 20 часа.

Самият транзит е продължил приблизително 7 часа. Това е значително по-дълго в сравнение с „горещите юпитери“, при които подобни преминавания могат да отнемат около час или дори по-малко.

Ръководителят на изследването, Жън Ю Ху от Пенсилванския университет, споделя, че проучванията на екзопланети помагат за изучаването на типове светове, които не съществуват в Слънчевата система.

Първата екзопланета е открита през 1992 г. от група, в която е участвал Александър Волшчан от същия университет.

Оттогава астрономите са открили хиляди екзопланети, но сред тях гигантските планети с умерена температура са малко на брой.

Ако „Джеймс Уеб“ продължи наблюденията на TOI-199b, учените ще могат по-точно да определят относителното съдържание на газове в нейната атмосфера.

Такива данни ще помогнат за прецизиране на моделите за формиране и еволюция на планетите и техните атмосфери. Авторите на работата се надяват, че бъдещите изследвания ще покажат дали TOI-199b е уникална, или планетите от този тип имат общи свойства.