Астрономы сделали необычное открытие: у одной очень странной планеты-гиганта, которую ученые в шутку называют «запрещенной», атмосфера может содержать меньше тяжелых элементов, чем у звезды, вокруг которой она вращается, пишет Phys.org.
TOI-5205 b — экзопланета размером примерно с Юпитер. Но звезда, вокруг которой она обращается, совсем невелика: ее радиус всего в четыре раза больше юпитерианского, а масса составляет лишь 40% от массы Солнца. Получается, что планета по отношению к своей звезде очень крупная.
Что показали наблюдения
Наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» показали, что атмосфера TOI-5205 b содержит меньше «металлов» (так астрономы называют все элементы тяжелее водорода и гелия) по отношению к водороду, чем атмосферы газовых гигантов в нашей Солнечной системе, включая Юпитер. Но главная неожиданность в другом: металличность атмосферы этой экзопланеты оказалась ниже, чем металличность ее собственной звезды. Среди всех изученных на сегодня планет-гигантов это большая редкость.
Ученые использовали метод транзитов — то есть следили за моментами, когда планета проходит по диску своей звезды. В такие моменты TOI-5205 b перекрывает около 6% звездного света. Если во время транзита разложить свет звезды на спектр, как радугу, можно увидеть, какие молекулы в атмосфере планеты поглощают свет на определенных длинах волн. Так астрономы узнают химический состав атмосферы. Наблюдения трех транзитов TOI-5205 b позволили обнаружить в ее атмосфере, в частности, метан (CH₄) и сероводород (H₂S).
Загадка происхождения
Планеты рождаются из вращающегося диска газа и пыли вокруг молодой звезды. Считается, что газовые гиганты формируются именно в таких дисках. Но существование таких массивных планет, как TOI-5205 b, которые находятся близко к холодным и небольшим звездам, ставит под сомнение прежние теории. Ученые до сих пор не до конца понимают, где и как они набирают свою массу. Ранее астрономы составили список 45 потенциально обитаемых планет.
По оценкам исследователей, вся планета целиком примерно в 100 раз богаче тяжелыми элементами, чем это следует из наблюдений ее внешней атмосферы. То есть недра планеты очень сильно отличаются от ее газовой оболочки. Доктор Шубхам Канодиа объясняет, что наблюдаемая металличность атмосферы оказалась намного ниже, чем предсказывали модели для общего состава планеты (который оценивают по её массе и радиусу). Это может означать, что тяжелые элементы во время формирования ушли вглубь, и потом внутренние слои и атмосфера почти не перемешивались. В таком случае атмосфера планеты получается очень богатой углеродом и бедной кислородом.