Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, исследователи обнаружили, что HD189733b, экзопланета, известная своей экстремальной погодой, также содержит в своей атмосфере сероводород, что позволяет предположить, что она имеет сернистый запах, похожий на запах тухлых яиц. Это открытие дает новое понимание роли серы в формировании и составе атмосферы газовых планет-гигантов за пределами нашей Солнечной системы.

Концептуальное изображение HD189733b, ближайшего к Земле транзитного горячего Юпитера. Источник: Роберто Моляр Канданоса/Университет Джонса Хопкинса.

Экзопланета, печально известная своей смертоносной погодой, скрывает еще одну странную особенность — она пахнет тухлыми яйцами. К такому выводу пришли результаты нового исследования данных космического телескопа Джеймса Уэбба, проведенного Университетом Джонса Хопкинса.

Атмосфера газового гиганта размером с Юпитер HD189733b содержит следовые количества сероводорода, молекулы, которая не только источает неприятный запах, но также может дать ученым новые подсказки о том, как сера, элемент, строительный на планете, может влиять на недра и атмосферу газовых миров за пределами нашей Солнечной системы.

Результаты были опубликованы сегодня (8 июля) в журнале Nature.

«Сероводород — это основная молекула, о существовании которой мы не знали. Мы предсказывали ее существование и знали, что она находится на Юпитере, но на самом деле мы не обнаружили ее за пределами Солнечной системы», — сказал Гуангвэй Фу, астрофизик из Университета Джонса Хопкинса, который руководил исследованием. «Мы не ищем жизнь на этой планете, потому что она слишком горячая, но обнаружение сероводорода является ступенькой к открытию этой молекулы на других планетах, а также позволяет нам узнать больше о том, как формировались разные типы планет».

Помимо обнаружения сероводорода и измерения общего количества серы в атмосфере HD189733b, команда Фу также провела точные измерения основных источников кислорода и углерода на планете — воды, углекислого газа и угарного газа.

«Сера является важным элементом в построении более сложных молекул, наряду с углеродом, азотом, кислородом и фосфатом, и ученым необходимо больше изучать ее, чтобы полностью понять, как формировались планеты и из чего они состоят», — сказал Фу.

HD 189733b является эталонной планетой для определения характеристик атмосферы с момента ее открытия в 2005 году. Источник: Роберто Моляр Канданоза/Университет Джонса Хопкинса.

Фу сказал, что HD189733b находится всего в 64 световых годах от Земли и является ближайшим «горячим Юпитером», который астрономы могут наблюдать, проходящим перед его звездой. С момента своего открытия в 2005 году она стала эталонной планетой для детальных исследований атмосфер экзопланет.

Планета находится в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, и ей требуется всего около двух земных дней, чтобы совершить один оборот. Здесь палящая температура до 1700 градусов по Фаренгейту и суровая погода, включая стеклянный дождь и боковой ветер со скоростью 5000 миль в час.

Телескоп Уэбб обнаружил воду, углекислый газ, метан и другие важные молекулы на других экзопланетах, предоставив ученым еще один новый инструмент для отслеживания сероводорода и измерения серы на газообразных планетах за пределами нашей солнечной системы.

«Предположим, мы изучили еще 100 горячих Юпитеров, и все они были усилены серой. Что это значит, как они родились и чем их формирование отличалось от нашего собственного Юпитера?» - сказал Фу.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — это новый рубеж в космических обсерваториях. Космический телескоп Джеймса Уэбба, созданный на смену космическому телескопу «Хаббл», оснащен расширенными инфракрасными возможностями, которые позволяют ему видеть дальше и более детально, чем когда-либо прежде. Одна из его основных функций — анализ атмосфер экзопланет, что позволяет ученым обнаруживать и изучать химический состав далеких миров. Эта возможность открывает новые возможности для понимания состава, погодных условий и потенциальной обитаемости экзопланет по всей нашей галактике. Источник изображения: ESA/ATGmedialab.

Новые данные также исключают присутствие метана в HD189733b, используя беспрецедентную точность наблюдений Уэбба и инфракрасных длин волн, опровергая предыдущие утверждения о изобилии молекул метана в атмосфере. Раньше ученые думали, что планета слишком горячая, чтобы иметь высокие концентрации метана, но теперь мы знаем, что это не так.

Команда также измерила количество тяжелых металлов на Юпитере. Это открытие помогает ученым ответить на вопрос о том, как металличность планеты связана с ее массой.

Менее массивные ледяные гиганты, такие как Нептун и Уран, содержат больше металлов, чем газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, самые большие планеты Солнечной системы. Более высокое содержание металлов предполагает, что Нептун и Уран накопили больше льда, камня и других тяжелых элементов на ранних этапах своего формирования, а не таких газов, как водород и гелий. Фу сказал, что ученые проверяют, применима ли эта корреляция и к экзопланетам.

«Эта планета массой Юпитера очень близка к Земле и хорошо изучена. Теперь у нас есть новое измерение, показывающее, что концентрация металлов на ней действительно обеспечивает очень важный якорь для изучения того, как состав планеты меняется в зависимости от ее массы и радиуса», — сказал Фу. «Эти результаты подтверждают наше понимание того, как формируются планеты путем создания более твердого материала после формирования первоначального ядра, что затем естественным образом увеличивает содержание тяжелых металлов».

В ближайшие месяцы команда Фу планирует отслеживать серу на большем количестве экзопланет и выяснить, как высокие концентрации серы могут повлиять на степень их формирования вблизи своих родительских звезд: «Мы хотим знать, как эти типы планет попали туда, и понимание состава их атмосфер поможет нам ответить на этот вопрос».

Составлено из /ScitechDaily