Это свидетельствует о протекании в атмосфере фотохимических реакций
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые однозначно обнаружил в атмосфере горячего сатурна WASP-39b диоксид серы. Это первое прямое доказательство протекания фотохимических реакций в атмосфере экзопланет. Препринты работ (1, 2, 3, 4, 5) доступны на сайте arXiv.org.
Трансмиссионная спектроскопия представляет собой один из основных методов обнаружения и исследования атмосфер экзопланет, который позволяет определять их состав и структуру. Метод заключается в получении спектра света звезды, который проходит сквозь атмосферу экзопланеты во время ее прохождения по диску звезды (транзита). Благодаря наблюдениям космических и наземных телескопов ученые обнаружили в атмосферах экзопланет следы водяного пара, аэрозолей и металлов, однако до запуска «Джеймса Уэбба» возможности средств наблюдений по диапазону длин волн и спектральному разрешению не позволяли достоверно обнаружить многие соединения.
WASP-39b представляет собой горячий сатурн в системе желтого карлика, расположенного на расстоянии 700 световых лет от Солнца. Планета характеризуется массой 0,28 массы Юпитера, радиусом 1,27 радиуса Юпитера и орбитальным периодом 4,055 дня. Она подвергается сильному нагреву со стороны родительской звезды, а ее равновесная температура составляет 1170 кельвин.
Первоначально планету наблюдали наземные телескопы, однако тогда ученые смогли лишь примерно определить состав атмосферы WASP-39b. Затем к наблюдениям подключился «Джеймс Уэбб», для которого планета стала одной из первых целей наблюдений, и подтвердил наличие в ней углекислого газа.
Четыре новых опубликованных исследования содержат результаты анализа несколькими группами планетологов данных наблюдений за WASP-39b камерой NIRCam и спектрографами NIRSpec и NIRISS в ближнем инфракрасном диапазоне волн «Джеймса Уэбба» летом 2022 года.
Ученые с большой точностью подтвердили наличие в атмосфере WASP-39b натрия, калия, водяного пара, углекислого газа, угарного газа и не обнаружили в ней метана. Что касается H2S и OCS, то исследователи не смогли однозначно подтвердить их наличие. Однако был однозначно найден диоксид серы (SO2). Модели, хорошо описывающие спектры, предполагают неоднородное покрытие облаками терминатора планеты и металличность в 3 до 10 раз выше солнечной. Предполагается, что WASP-39b первоначально сформировалась далеко от своей звезды, а затем мигрировала к ней.
В пятой работе группа планетологов во главе с Шан-Мин Цаем (Shang-Min Tsai) из Оксфордского университета, также занимавшаяся анализом данных «Джеймса Уэбба», пришла к выводу, что наблюдаемый на WASP-39b диоксид серы образуется в результате последовательного окисления радикалов серы, формирующихся при разрушении сероводорода. продуктами фотолиза водяного пара. Таким образом, это первое прямое свидетельство протекания фотохимических реакций в атмосфере горячего газового экзогиганта.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» отыскал на безоблачном горячем сатурне облака.
Черная дыра в нем массивнее Солнца в 17 миллиардов раз
Астрономы обнаружили самый яркий известный квазар во Вселенной, обладающий самой быстрорастущей черной дырой. Им стал ранее открытый квазар J0529—4351, излучение от которого шло до Земли более 12 миллиардов лет, содержащий черную дыру с массой в семнадцать миллиардов масс Солнца. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.