«Джеймс Уэбб» обнаружил самый металличный экзогигант

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» определил, что горячий юпитер HD 149026b характеризуется самым большим уровнем металличности среди известных планет-гигантов. Тяжелые элементы составляют 66 процентов от ее массы. Статья опубликована в журнале Nature.

Обогащенность атмосферы планет-гигантов металлами (элементами тяжелее водорода и гелия) играет важную роль в определении их механизма формирования. В Солнечной системе газовые и ледяные гиганты демонстрируют обратную зависимость между их массой и объемной металличностью и металличностью атмосферы, экзогиганты, наблюдающиеся у других звезд, демонстрируют аналогичную зависимость. Однако данных наблюдений за атмосферами экзопланет не очень много и существует значительный разброс в них, поэтому пока точно неизвестно, как металличность атмосферы коррелирует с массой планеты или с общей металличностью.

Группа астрономов во главе с Джейкобом Бином (Jacob L. Bean) из Чикагского университета опубликовала результаты спектроскопических наблюдений за горячим юпитером HD 149026b (или «Смертриосом»), с массой, близкой к массе Сатурна, при помощи инструмента NIRCam обсерватории «Джеймс Уэбб» в июле-августе 2022 года.

Уровень металличности атмосферы экзогиганта составляет [M/H] = 2,09, что в 59-275 раз больше солнечной металличности и в несколько раз больше металличности атмосферы Сатурна. Соотношение содержания в атмосфере C/O = 0,84, что тоже больше, чем в случае Солнечной системы. Таким образом, HD 149026b представляет собой самую богатую металлами из известных планет-гигантов, с предполагаемым общим содержанием тяжелых элементов 66 процентов от массы планеты.

Свойства HD 149026b не согласуется с зависимостью между металличностью и массой планет-гигантов, наблюдаемой в Солнечной системе, но лучше согласуется с зависимостью между атмосферной и объемной металличностями, наблюдаемой у планет-гигантов Солнечной системы. Повышенное значение C/O указывает либо на формирование экзопланеты в околозвездном диске, богатым углеродом, либо на процессы, ведущие к преобладающей аккреции богатого углеродом вещества на зародыш планеты в прошлом.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» подтвердил наличие гелиевого хвоста у сатурноподобного экзогиганта.