«Джеймс Уэбб» подтвердил наличие гелиевого хвоста у сатурноподобного экзогиганта

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» подтвердил наличие у короткопериодного сатурноподобного гиганта HAT-P-18b гелиевого хвоста, что говорит о сильно раздутой атмосфере. Кроме того, телескоп не нашел в атмосфере метана, что свидетельствует о процессах его разрушения или перемешивания слоев атмосферы. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Метан встречается в атмосферах газовых и ледяных гигантов Солнечной системы, а в случае планет земной группы он может рассматриваться как биомаркер, что делает это соединение интересной целью для поиска в атмосферах экзопланет. В случае короткопериодических экзопланет нет достоверных доказательств наличия метана в их атмосферах, что противоречит моделям экзопланет с температурой менее тысячи кельвинов и равновесной химией, которые предсказывают его наличие. Метан может быть разрушен за счет фотохимических реакций или высокой температуры, поэтому по результатам его поиска можно судить о процессах в атмосфере экзопланеты, например о вертикальном перемешивании слоев. Лучшим на сегодня инструментом для поиска метана и других молекул в атмосферах экзопланет является телескоп «Джеймс Уэбб», другие телескопы проигрывают ему в чувствительности и разрешающей способности в инфракрасном диапазоне.

Группа астрономов во главе с Гуанвэем Фу (Guangwei Fu) из Университета Джона Хопкинса сообщила о результатах спектроскопических наблюдений за атмосферой экзопланеты HAT-P-18b в ближнем инфракрасном диапазоне при помощи инструмента NIRISS/SOSS «Джеймса Уэбба».

HAT-P-18b представляет собой газовый гигант, похожий на Сатурн, с массой 0,197 массы Юпитера и радиусом 0,995 радиуса Юпитера. Его равновесная температура составляет около 850 кельвин. Планета, открытая в 2016 году, обращается за 5,5 дней вокруг звезды К-типа, которая находится в 529 световых годах от Солнца.

Ученые однозначно обнаружили в атмосфере HAT-P-18b водяной пар, однако нет свидетельств наличия метана, которого может быть примерно на 2 порядка меньше, чем на Солнце. Таким образом, атмосферу нельзя описать простой равновесной моделью, необходимо учитывать вертикальное перемешивание, а также возможные фотохимические реакции в верхних слоях атмосферы, которые способны формировать туман или дымку из углеводородов, являющихся продуктами разрушения метана.

Еще одним важным результатом стало подтверждение наличия у планеты гелиевого хвоста, свидетельства которого обнаруживались ранее. Это говорит о том, что HAT-P-18b действительно обладает раздутой атмосферой, которая улетучивается в космос.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» впервые отыскал диоксид серы в атмосфере горячего сатурна.