Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил облака на «горячем Юпитере»

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST или Webb) уже сбивает с толку неожиданным новым открытием: он обнаружил доказательства существования облаков на экзопланете, небо над которой, как считалось, было совершенно чистым. В рамках первого набора научных данных космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА опубликовало спектр передачи для WASP-96b, экзопланеты, расположенной на расстоянии 1150 световых лет.

WASP-96b — экзопланета «горячего Юпитера», газовый гигант, вращающийся очень близко к своей звезде. («WASP» расшифровывается как «Широкоугольный поиск планет», в рамках которого на Канарских островах и в Южной Африке с помощью массивов роботизированных камер было обнаружено почти 200 экзопланет.)

Спектр передачи показывает молекулы в атмосфере планеты, когда она проходит или движется перед своей звездой с нашей точки зрения. Поскольку свет звезды фильтруется через атмосферу планеты, молекулы в атмосфере поглощают определенные длины волн звездного света, эффективно блокируя эти длины волн от достижения нас.

Это создает темные линии поглощения в спектре, своего рода молекулярные отпечатки пальцев, описывающие химический состав атмосферы. В первой партии изображений, сделанных Уэббом, спектр перевернут, чтобы было легче показать, где блокируется наибольшее количество света.

Наблюдая в видимом красном и инфракрасном свете, Уэбб обнаружил признаки поглощения воды в атмосфере WASP-96b, а также доказательства наличия облаков и туманного неба, говорится в заявлении представителей НАСА. Облака могут скрывать некоторые спектральные характеристики молекул, излучающих под ними.

Однако в 2018 году Очень Большой Телескоп в Чили, работавший исключительно в визуальном свете, обнаружил настолько сильную сигнатуру натрия в атмосфере, что астрономы пришли к выводу, что у WASP-96b вообще нет облаков. С тех пор это открытие было подтверждено недавними наблюдениями телескопа Magellan Baade в обсерватории Лас-Кампанас в Чили.

Противоречивые результаты оказались удивительной загадкой для астрономов, которые повторно анализируют как наблюдения Уэбба, так и предыдущие оптические наблюдения, чтобы лучше понять поведение атмосферы WASP-96b и взаимосвязь между ее молекулярным составом и уровнем облачности.

Хотя мы можем не знать наверняка, есть ли на WASP-96b облака, мы знаем, что на этой планете нет жизни в том виде, в каком мы ее знаем. WASP-96b — это раздутый газовый гигант, который вращается так близко к своей звезде, что ему требуется всего 3,4 земных дня, чтобы совершить один оборот, и он нагревается до более чем 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию). Это тепло вызывает вздутие атмосферы планеты, так что WASP-96b в 1,2 раза больше диаметра Юпитера, несмотря на то, что имеет только половину его массы.

Результаты показывают огромную силу и чувствительность Уэбба. Хотя это не первое обнаружение воды в атмосфере экзопланеты — космический телескоп «Хаббл» обнаруживал воду на экзопланетах еще в 2013 году — предыдущие обнаружения потребовали много наблюдений.

Для сравнения, прибор Уэбба для формирования изображений в ближней инфракрасной области и безщелевой спектрограф выделил линии поглощения, принадлежащие воде, всего за одно 6,4-часовое наблюдение 21 июня. Полученный спектр пропускания, как и следовало ожидать от Уэбба, является самым подробным из когда-либо существовавших спектров.