Астрономы из Университета Джонса Хопкинса при помощи космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» обнаружили на юпитероподобной экзопланете HD 189733 b сероводородную атмосферу, в которой идут стеклянные дожди. Планета находится примерно в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, температура на её поверхности — 930 °C, а скорость ветра —8000 км/ч.

Источник изображений: NASA

Экзопланета HD 189733 b, впервые обнаруженная в 2005 году, находится примерно в 64 световых годах от Земли, что делает её ближайшей юпитероподобной планетой, доступной для астрономических наблюдений. Невзирая на совершенно чудовищные погодные условия, экзопланета может многое предложить для исследования астрономам и учёным.

Иллюстративное изображение

«Сера является жизненно важным элементом для построения более сложных молекул, также как углерод, азот, кислород и фосфор, и учёным необходимо больше изучать её, чтобы полностью понять, как и из чего состоят планеты», — объяснил астрофизик из Университета Джонса Хопкинса Гуанвэй Фу (Guangwei Fu), который руководил исследованием, недавно опубликованным в журнале Nature. Он добавил, что наличие сероводорода на других космических объектах поможет лучше понять, как формируются разные типы планет.

Команда также измерила содержание тяжёлых металлов, подобных тем, что были обнаружены на Юпитере, что, возможно, поможет учёным сопоставить количество этих элементов с массой планеты. К примеру, на Нептуне и Уране содержится больше металлов и других тяжёлых элементов, чем на Юпитере и Сатурне, где преобладают газы, такие как водород и гелий. Учёные полагают, что состав планет отражает процесс их раннего формирования и пытаются выяснить, верно ли то же самое для экзопланет по всей Вселенной.

Фу и его коллеги планируют отслеживать наличие соединений серы на других экзопланетах, с тем чтобы выяснить, как высокие уровни этого элемента связаны с расстоянием от звёзд, на котором происходит формирование планет. «Мы хотим знать, как сюда [на определённую орбиту] попали такие планеты, и понимание состава их атмосфер поможет нам ответить на этот вопрос», — заявил Фу.

Потрясающее изображение скопления материи вокруг звезды V960 Mon, светящегося ярко-голубым цветом в центре золотых «крыльев» из газа и пыли, было создано совместными наблюдениями с Очень Большого Телескопа (VLT) и Атакамской большой антенной решётки миллиметрового диапазона (ALMA). Изучение пылевых сгустков вокруг звезды V960 Mon, расположенной в 5000 световых лет от Солнца, в созвездии Единорога, покажет, как рождаются газовые планеты-гиганты, подобные Юпитеру.

Источник изображений: ESO/ALMA/Weber

Астрономы впервые обратили внимание на молодую звезду в 2014 году, когда она неожиданно увеличила яркость примерно в 20 раз по сравнению с обычной величиной. Наблюдения с помощью инструмента VLT Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) были проведены вскоре после этой вспышки, благодаря чему учёным удалось получить изображения звёздной системы с беспрецедентным уровнем детализации. «Это открытие действительно захватывающее, поскольку оно знаменует собой самое первое обнаружение скоплений вокруг молодой звезды, которые потенциально могут породить планеты-гиганты», — говорится в заявлении наблюдателя Алисы Зурло (Alice Zurlo) из чилийского университета Диего Порталеса.

Исследования показали, что газопылевое облако вокруг V960 Mon, образует серию сложных спиральных рукавов, которые простираются на расстояния, превышающие размер Солнечной системы. Это открытие было подтверждено с помощью ALMA. В то время как VLT и SPHERE предоставили детализированные изображения поверхности сгустков пыли и газа, ALMA смогла «заглянуть» глубже, раскрывая астрономам внутреннюю структуру системы и механизм формирования газового гиганта.

«При использовании ALMA стало очевидно, что спиральные рукава подвергаются фрагментации, что приводит к образованию сгустков с массами, подобными массам планет», — сказал Зурло. «Наша группа искала признаки формирования планет более десяти лет, и мы очень взволнованы этим невероятным открытием», — поддержал его исследователь чилийского университета Сантьяго Себастьян Перес (Sebastián Pérez).

Астрономы называют два способа формирования газовых планет-гигантов. Первый — аккреция, процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи из окружающего пространства. Второй — гравитационная неустойчивость, при которой сверхплотные участки протопланетного диска из газа и пыли вокруг звезды коллапсируют.

Объединённые изображения, полученные с помощью ALMA и SPHERE, дали астрономам первые свидетельства наблюдения механизма формирования газового гиганта. «Никто никогда до сегодняшнего дня не проводил реального наблюдения гравитационной нестабильности, происходящей в планетарных масштабах», — заявил руководитель чилийского исследовательского университета Сантьяго Филипп Вебер (Philipp Weber).

Слева — изображение с VLT, справа — с ALMA

Команда чилийских астрономов намерена продолжить изучение процесса формирования этой планетарной системы при помощи Чрезвычайно Большого Телескопа (ELT), который в настоящее время строится в районе пустыни Атакама на севере Чили. Новый телескоп поможет раскрыть «секреты» V960 Mon, скрытые от VLT и ALMA, включая химический состав газопылевых облаков вокруг звезды.