«Джеймс Уэбб» не нашел дополнительных компаньонов у молодого экзогиганта

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» напрямую пронаблюдал экзогигант AF Зайца b у молодой солнцеподобной звезды. Телескоп не нашел дополнительных планет в системе и обнаружил повышенную металличность и признаки вертикального перемешивания в атмосфере экзопланеты. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

По мере старения и охлаждения атмосферы газовых гигантов и коричневых карликов будут эволюционировать: облака могут оседать в глубокие слои, меняется цвет и спектральные свойства, в частности, картина линий поглощения. Ученых интересует, как протекают такие эволюционные процессы и как на них влияют динамические явления в атмосфере, например, перемешивание, однако им не хватает данных наблюдений за молодыми экзогигантами и коричневыми карликами.

Группа астрономов во главе с Кайлом Фрэнсоном (Kyle Franson) из Техасского университета в Остине опубликовала результаты прямых наблюдений за экзопланетой AF Зайца b, обнаруженной в прошлом году при помощи камеры NIRCam «Джеймса Уэбба». Ученые также провели наблюдения за экзопланетой при помощи наземной обсерватории Кека.

AF Зайца b обращается вокруг молодой (24 миллиона лет) звезды класса F8V, удаленной от Солнца на 87,5 светового года. Экзопланета обладает массой 2,8 массы Юпитера и длиной большой полуоси орбиты 8,2 астрономической единицы, попадает в спектральный тип перехода между типами L и T, в системе также есть обломочный диск. Предполагается, что экзопланета могла испытать задержку при формировании за счет аккреции на ядро, а усеченный внутренний край диска может указывать на наличие еще одной экзопланеты в системе.

Модель атмосферы, лучше всего подходящая под данные наблюдений, говорит о действии неравновесных процессов, таких как вертикальное перемешивание, что приводит к обилию угарного газа. Атмосфера также характеризуется повышенной металличностью ([M/H]=0,5) и эффективной температурой на уровне 800 кельвин, радиус экзогиганта оценивается в 1,27 радиуса Юпитера.

Ученые также исключили наличие дополнительных экзопланет в системе с массой до 1,9 массы Юпитера за пределами 15,6 астрономической единицы от звезды, массой до 1,1 массы Сатурна за пределами 27 астрономических единиц от звезды и массой до 2,8 массы Нептуна за пределами 67 астрономических единиц от звезды. Это свидетельствует в пользу того, что усечение диска вызвано другими причинами, а не дополнительным экзогигантом.

Напрямую экзопланеты может рассмотреть и наземный телескоп — например, телескоп VLT напрямую увидел суперюпитер у очень массивной звездной пары.