При помощи одного из самых эффективных инструментов изучения Вселенной — космического телескопа Джеймса Уэбба — группа астрономов из университета Сан-Франциско впервые подробно описала состав атмосферы горячей экзопланеты WASP-166 b. Результаты исследования оказались впечатляющими: ученые выявили наличие воды и углекислого газа, что подтвердило уникальные свойства этой далекой планеты.
WASP-166 b ориентировочно в 7 раз крупнее Земли, масса этой планеты в 32 раза превышает земную. Она вращается вокруг своей звезды на расстоянии около 10 миллионов километров с периодом 5,44 дня. Высокая температура на планете, достигающая 1270 Кельвинов, обусловлена ее близким расположение к звезде. WASP-166 b принадлежит к категории «пустыни горячих нептунов» — экзопланетам среднего размера, которые расположены близко к своим звездам.
Звезда WASP-166 имеет спектральный тип F9V и расположена приблизительно в 368 световых годах от нашей планеты. Она на 20% массивнее и крупнее Солнца, с температурой поверхности около 6050 Кельвинов, ей примерно 2,1 миллиарда лет.
Команда исследователей под началом Эндрю Мэйо применила для изучения экзопланеты два ключевых инструмента телескопа Джеймса Уэбба: его спектрограф, а также инфракрасную камеру. Во время наблюдений ученые зарегистрировали два транзита планеты — момента, когда она проходила на фоне своей звезды, блокируя часть ее света. Это позволило изучить спектр света, прошедшего через атмосферу экзопланеты.
Анализ спектра продемонстрировал, что главные компоненты атмосферы WASP-166 b — вода и углекислый газ. Также телескопу удалось зафиксировать некоторые признаки присутствия аммиака и оценить давление облаков в верхних слоях атмосферы.
За исключением воды и углекислоты атмосфера планеты состоит преимущественно из водорода и гелия, которые находятся в соотношении, близком к изначальному солнечному. Попытки обнаружить другие соединения, в частности, угарный газ или дополнительные следы аммиака, не дали результатов.
Интересно, что углерод и кислород присутствуют в атмосфере WASP-166 b в соотношении примерно равном 0,282 — это гораздо ниже, чем у звезды-хозяина (0,41) или у нашего Солнца (0,55). Астрономы также отметили высокий уровень металличности атмосферы, который составляет около 1,57.
Авторы работы предполагают, что такие характеристики могут быть результатом процессов, связанных с аккрецией планетезималей — небольших небесных тел, которые объединялись при формировании планеты. Также возможны изменения вследствие эрозии ядра или фотоиспарения — процесса, при котором звездное излучение удаляет верхние слои атмосферы планеты.
Результаты исследования WASP-166 b открывают новые горизонты в изучении экзопланет, позволяя глубже понять процессы формирования и эволюции планет за пределами нашей Солнечной системы.
Ранее возле одной из ближайших звезд ученые нашли сразу две планеты размером с Землю.