James Webb разкрива тайните на субнептуните: Има потенциално обитаеми светове

Космическият телескоп James Webb помогна на специалистите да научат повече за най-разпространения клас планети в нашата галактика: субнептуните.

Преди това изучаването на техните атмосфери беше твърде трудно: предишните телескопи не предоставяха такива възможности, а облаците и мъглата на такива планети не ни позволяват да изучаваме химичния им състав.

Сега учените успяха да проучат TOI-421 – тази планета е твърде гореща, така че там не са се образували облаци и мъгла.

Това подкрепи хипотезата, че горещите субнептуни може да имат прозрачни атмосфери.

Субнептуните са планети, чийто радиус е по-малък от този на Нептун, но по-голям от този на Земята. Масата на тези планети варира значително и някои от тях може да са дори по-тежки от Нептун, въпреки скромните им размери по стандартите на газовите гиганти.

Този клас планети е открит за първи път с помощта на телескопа „Кеплер“ на НАСА преди около десет години. Тяхното съществуване беше изненада и учените все още се опитват да разберат защо подобни планети са толкова често срещани в нашата галактика.

Много субнептуни имат плътни атмосфери, богати на водород и хелий, което ги прави подобни на газовите гиганти. Има обаче и такива, чиято атмосфера е по-рядка. Например, екзопланетата GJ 1214 b, разположена на 40 светлинни години от нас, има плътна атмосфера с признаци на водна пара и дори метан.

Преди изстрелването на Webb астрономите са имали малко възможности да изучават субнептуните, защото техните атмосфери са показвали само плоски, безструктурни спектри. Плътните облаци и мъглата напълно скриват химичния състав на атмосферата за наблюдение.

TOI-421 b обаче се оказа специална: температурата на тази планета е около 730°C. Това надвишава прага от 577°C, при който според учените вече не се образуват облаци и мъгла.

Поради това атмосферата на TOI-421 b е чиста и отворена за изследване.

Спектралните данни показали, че се състои главно от лек водород, а също така съдържа водни пари и следи от въглероден оксид и серен диоксид.

„Чаках това през цялата си кариера“, казва ръководителят на изследването Елиза Кемптън от университета на Мериленд.

„Чрез изучаване на субнептуните можем да разберем защо такива планети не съществуват в нашата Слънчева система.“

„Видяхме спектрални сигнатури на газовете, които ни позволиха да определим състава на атмосферата“, казва Брайън Дейвънпорт от университета на Мериленд, който е провел основния анализ на данните.

Оказва се, че атмосферата на TOI-421 b е много подобна по състав на тази на звездата ѝ. Това предполага, че планетата се е формирала по различен начин от своите по-хладни аналози, изследвани преди това от телескопа.

TOI-421 b се намира на 244 светлинни години от Земята в съзвездието Лепус и обикаля около звезда, подобна на нашето Слънце, но малко по-малка и по-хладна. Планетата се намира много близо до звездата, което обяснява високата ѝ температура.

Учените все още не знаят дали TOI-421 b е уникална или дали такива прозрачни атмосфери са често срещани сред други горещи субнептунови планети, обикалящи около подобни на Слънцето звезди. Проучванията ще продължат.

Резултатите от изследването са публикувани в списание The Astrophysical Journal Letters.

Субнептуните са особено интересни за учените поради потенциала им за обитаемост.

Някои от тези планети се намират в обитаемите зони на своите звезди, където може да съществува течна вода и други условия за развитие на живот.

Например, планетата TOI-2257 b, разположена на 188 светлинни години от Земята, има радиус от около 2,2 земни радиуса и се намира в обитаемата зона на своята звезда.