NASA Вебб зафіксував закручені піщані хмари на віддаленій планеті

Дослідники, які спостерігали за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба НАСА, точно виявили силікатні хмари в атмосфері далекої планети. Атмосфера постійно підіймається, змішується та рухається протягом свого 22-годинного дня, піднімаючи гарячіший матеріал і штовхаючи холодніший вниз. Отримані зміни яскравості настільки різкі, що це найбільш мінливий планетарний об’єкт, відомий на сьогодні. Команда під керівництвом Бріттані Майлз з Університету Арізони також надзвичайно чітко виявила воду, метан і окис вуглецю за допомогою даних Вебба, а також виявила ознаки вуглекислого газу. Це найбільша кількість молекул, ідентифікованих одночасно на планеті за межами нашої Сонячної системи.

Занесена до каталогу як VHS 1256 b, планета знаходиться приблизно в 40 світлових роках від нас і обертається навколо не однієї, а двох зірок протягом 10 000 років. «VHS 1256 b приблизно в чотири рази далі від своїх зірок, ніж Плутон від нашого Сонця, що робить його чудовою ціллю для Вебба», — сказав Майлз. «Це означає, що світло планети не змішується зі світлом її зірок». Вище в його атмосфері, де хвилюються силікатні хмари, температура досягає палаючих 1500 градусів за Фаренгейтом (830 градусів за Цельсієм).

Ця ілюстрація концептуалізує закручені хмари, ідентифіковані космічним телескопом Джеймса Вебба в атмосфері екзопланети VHS 1256 b. Планета знаходиться приблизно в 40 світлових роках від нас і обертається навколо двох зірок, які замкнені у своєму власному жорсткому обертанні. Його хмари, наповнені силікатним пилом, постійно підіймаються, змішуються та рухаються протягом 22-годинного дня.Авторство: Ілюстрація: NASA, ESA, CSA, Джозеф Олмстед (STScI)

У цих хмарах Вебб виявив як більші, так і менші частинки силікатного пилу, які показані на спектрі. «Дрібніші силікатні зерна в його атмосфері можуть бути більше схожі на крихітні частинки в диму», – зазначила співавтор Бет Біллер з Единбурзького університету в Шотландії. «Більші зерна можуть бути більше схожі на дуже гарячі, дуже маленькі частинки піску».

VHS 1256 b має низьку гравітацію порівняно з більш масивними коричневими карликами, що означає, що його силікатні хмари можуть з’являтися та залишатися вище в атмосфері, де Вебб може їх виявити. Ще одна причина, чому його небо таке неспокійне, це вік планети. В астрономічному плані він досить молодий. Минуло лише 150 мільйонів років з моменту його формування – і воно буде продовжувати змінюватися та охолоджуватися протягом мільярдів років.

Багато в чому команда вважає ці знахідки першими «монетами», вилученими зі спектром, який дослідники розглядають як скарбницю даних. Багато в чому вони лише почали ідентифікувати його вміст. «Ми ідентифікували силікати, але краще зрозуміти, які розміри та форми зерен відповідають певним типам хмар, потребуватиме багато додаткової роботи», — сказав Майлз. «Це не останнє слово на цій планеті – це початок великомасштабного моделювання, щоб відповідати складним даним Вебба».

Хоча всі елементи, які спостерігала команда, були помічені іншими телескопами на інших планетах Чумацького Шляху, інші дослідницькі групи зазвичай ідентифікували лише одну за раз. «Жоден інший телескоп не ідентифікував стільки характеристик одночасно для однієї цілі», — сказав співавтор Ендрю Скемер з Каліфорнійського університету в Санта-Круз. «Ми бачимо багато молекул в одному спектрі від Вебба, які деталізують динамічну хмарність і погодні системи планети».

Команда дійшла таких висновків, проаналізувавши дані, відомі як спектри, зібрані двома приладами на борту Webb: спектрографом ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) і інструментом середнього інфрачервоного діапазону (MIRI). Оскільки планета обертається на такій великій відстані від своїх зірок, дослідники змогли спостерігати за нею безпосередньо, а не використовувати транзитну техніку або коронограф для отримання цих даних.

Про VHS 1256 b можна буде ще багато чого дізнатися в найближчі місяці й роки, оскільки ця команда та інші продовжуватимуть переглядати інфрачервоні дані Вебба з високою роздільною здатністю. «Є величезна віддача від дуже скромної кількості часу телескопа», – додав Біллер. «Маючи лише кілька годин спостережень, у нас є, здається, нескінченний потенціал для нових відкриттів».

Що може статися з цією планетою через мільярди років? Оскільки він так далеко від своїх зірок, з часом стане холодніше, а хмарне небо може змінитися на ясне. Дослідники спостерігали за VHS 1256 b у рамках наукової програми Webb Early Release Science, яка покликана допомогти змінити здатність астрономічної спільноти характеризувати планети та диски, де вони утворюються.