Разнообразие атмосфер экзопланет бросает вызов тенденциям Солнечной системы

Галактический сюрприз: в атмосфере экзопланеты много тяжелых элементов

Недавнее исследование международной группы астрономов обнаружило, что состав атмосферы планет-гигантов за пределами нашей солнечной системы не соответствует тенденции, наблюдаемой у газовых гигантов нашей солнечной системы. Исследователи использовали космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА (JWST) для изучения экзопланеты HD149026b, также известной как «Смертриос», горячего Юпитера, вращающегося вокруг звезды, похожей на наше Солнце.

Беспрецедентное изобилие тяжелых элементов

Исследование, опубликованное в Природа 27 марта выяснилось, что Смертриос обладает неожиданным избытком более тяжелых элементов, таких как углерод и кислород, по сравнению с его массой. Полученные данные свидетельствуют о том, что каждая планета-гигант уникальна, и JWST дает представление об этих различиях.

За пределами ожиданий нашей Солнечной системы

Планеты-гиганты Солнечной системы демонстрируют сильную корреляцию между массой и общим составом и составом атмосферы. Однако внесолнечные планеты демонстрируют более широкий диапазон общих составов. Недавний анализ атмосферы Смертриоса показывает, что состав их атмосферы также значительно отличается от тенденций Солнечной системы.

Смертриос: планета с массой Сатурна, обогащенная тяжелыми элементами

Смертриос с массой, сравнимой с Сатурном, демонстрирует атмосферу, содержащую в 27 раз больше тяжелых элементов по сравнению с водородом и гелием по сравнению с Сатурном. Это соотношение металличности жизненно важно для сравнения планеты с ее родной звездой или другими планетами в ее системе.

Отношение углерода к кислороду: значение для жизни

Исследование также показало, что соотношение углерода к кислороду на Смертриосе было выше, чем в нашей Солнечной системе. В то время как изобилие углерода может изначально казаться благоприятным для жизни, высокое соотношение углерода к кислороду означает меньшее количество воды на планете или в планетарной системе, что проблематично для жизни, какой мы ее знаем.

«Происхождение этого разнообразия — фундаментальная загадка в нашем понимании формирования планет», — сказал Джейкоб Бин, профессор астрономии и астрофизики Чикагского университета и ведущий автор статьи. «Мы надеемся, что дальнейшие атмосферные наблюдения внесолнечных планет с помощью JWST позволят лучше количественно оценить это разнообразие и дать ограничения на более сложные тенденции, которые могут существовать».

Будущее исследования экзопланет

Этот анализ атмосферы Смертриоса знаменует собой начало более крупной исследовательской инициативы. Астрономы планируют наблюдать еще пять гигантских экзопланет с помощью JWST в следующем году, стремясь выявить закономерности среди планет-гигантов или систем с несколькими гигантскими планетами или планетами земной группы. Дальнейшие наблюдения атмосферы внесолнечных планет с помощью JWST помогут количественно оценить это разнообразие и дать представление о потенциальных сложных тенденциях.