1513
Астрономи під керівництвом Північно-Західного університету виявили незвичну рису знаменитої «рожевої планети» — небо, наповнене сольовими хмарами. Понад десятиліття цей давній світ, відомий рожевою імлою, залишався однією зі стійких загадок астрономії. Як один із найхолодніших об’єктів планетної маси, коли-небудь сфотографованих напряму, він настільки тьмяний, що науковці ледве могли аналізувати його світло із Землі. Тепер спостереження космічного телескопа James Webb (JWST) розкрили атмосферу, сповнену екзотичної хімії. Роботу опублікували в Astronomical Journal.
Відкриття дає одні з перших прямих доказів того, що сольові хмари можуть існувати в атмосфері холодного планетного об’єкта, підтверджуючи передбачення, яке науковці зробили ще понад 15 років тому. «Рожева планета — найхолодніший супутник, коли-небудь відкритий наземними приладами, — пояснив провідний автор Аніш Бабурадж. — Багато команд у всьому світі намагалися вивчати її світло, але для наземних інструментів вона була надто тьмяною. Це зробило її ідеальною ціллю для JWST».
Уперше виявлена 2013 року, «рожева планета» (формально GJ 504 b) обертається навколо схожої на Сонце зорі приблизно за 57 світлових років від Землі. Попри прізвисько, дослідники не певні, що це справді планета. З масою приблизно у 25 разів більшою за Юпітер, GJ 504 b лежить на межі між планетами-гігантами й коричневими карликами, тож астрономи класифікують її як «супутник планетної маси».
Її загадковості додає низька температура. Більшість напряму сфотографованих екзопланет мають температуру від приблизно 540 до 1090 градусів Цельсія, тоді як GJ 504 b — лише близько 290 градусів, як усередині печі для випікання хліба. За словами Бабураджа, це пояснюється віком об’єкта: планети-гіганти починають життя надзвичайно гарячими й поступово охолоджуються за мільярди років. Нове дослідження оцінює вік GJ 504 b у 2,5–4 мільярди років.
Щоб дослідити об’єкт, команда за допомогою JWST зібрала його тьмяне світло, а потім застосувала складні методи обробки, щоб прибрати сяйво значно яскравішої зорі. Це дало змогу отримати спектр супутника — і всього за близько двох годин спостережень, тоді як раніше астрономи цілу ніч використовували найбільші телескопи світу й так і не побачили об’єкта. Спектр виявив атмосферу з водяною парою, метаном, вуглекислим газом, аміаком та іншими молекулами.
Коли дослідники спробували відтворити атмосферу в комп’ютерних моделях, вони натрапили на проблему: спостереження вдавалося пояснити лише умовами, які видавалися фізично нереалістичними. Рішення з’явилося, коли до моделей додали хмари. «Ми випробували три різні типи хмар, і найкраще підійшли саме сольові, — розповів Бабурадж. — Коли ми врахували сольові хмари, вони приглушили сигнатуру молекул, схованих глибше в атмосфері, і результати стали фізично можливими». Спектр також вказує, що GJ 504 b може містити незвично багато важких елементів.
Бабурадж вважає, що розроблені методи допоможуть вивчати й інші холодні тьмяні планетні об’єкти. Юпітер, наприклад, має хмари з аміачного льоду, які наявні прилади поки не можуть дослідити з такою ж деталізацією, — але виявлення сольових хмар навколо GJ 504 b свідчить, що астрономи наближаються до цієї мети. «Це вперше, коли ми виявили, що сольові хмари критично важливі для пояснення спектра об’єкта, — підсумував учений. — Це добре нагадування враховувати хмари в наших моделях».
