Данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба NASA, оказались в руках австралийских астрономов и привели к открытию уникального газа в атмосфере экзопланеты WASP-121b.
Экзопланета, также известная как «Тайлос», представляет собой газовый гигант, немного больше Юпитера, вращающийся вокруг звезды примерно такого же размера и массы, как наше Солнце. Тайлос находится в приливном захвате у своей звезды-хозяина, что означает, что одна и та же сторона планеты всегда обращена к звезде.
Тайлос примерно в 40 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, что делает его чрезвычайно горячим — около 2 500 °C, одним из самых горячих экзопланет, обнаруженных на данный момент. По этой причине Тайлос известен как «ультрагорячий Юпитер».
Тайлос был открыт в 2015 году. Он стал объектом многочисленных исследований, которые указывали на экстремальные погодные условия и дождь из драгоценных камней на планете. Теперь астрономы с помощью телескопа Уэбба наблюдали за планетой непрерывно в течение 40 часов и сделали странное новое открытие.
Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
«Для большинства наблюдений за экзопланетами данные собираются всего за несколько часов, — говорит первый автор Том Эванс-Сома из Университета Ньюкасла в Австралии. — Наше наблюдение было более амбициозным — мы следили за Тайлосом, пока он совершал полный оборот вокруг своей звезды-хозяина. Мы измерили тепловое излучение на всех этапах орбиты планеты, что позволило нам исследовать атмосферу как на дневной, так и на ночной стороне».
Они обнаружили химическое соединение, которого никогда раньше не видели ни на одной экзопланете или на любом небесном теле в нашей Солнечной системе: моноксид кремния.
Ещё более удивительным стало обнаружение метана на ночной стороне Тайлоса — той стороне планеты, которая всегда обращена от своей звезды.
«Метан был обнаружен только на нескольких экзопланетах. Обычно он присутствует только в атмосферах планет с более низкой температурой. Мы никогда не обнаруживали метан на такой горячей планете, как Тайлос», — объясняет Эванс-Сома.
Концентрации углерода, кислорода и кремния на Тайлосе были выше, чем в его звезде-хозяине.
«Это говорит о том, что, когда Тайлос сформировался 11 миллиардов лет назад, он был расположен гораздо дальше от своей звезды-хозяина, где температура была достаточно низкой, чтобы вода могла замёрзнуть в лёд», — говорит Эванс-Сома.
Обогащение атмосферы силицием также указывает на то, что при формировании Тайлоса было задействовано значительное количество каменистого материала — количество, эквивалентное примерно 30 массам Земли. Этот каменистый материал, вероятно, был доставлен астероидоподобными телами, столкнувшимися с планетой и поглощёнными атмосферой.
«Когда планета приблизилась к своей звезде-хозяину, температура атмосферы настолько возросла, что этот каменистый материал испарился, образовав газы, такие как моноксид кремния», — говорит Эванс-Сома.
Такие исследования приближают нас к поиску доказательств существования жизни на других планетах.
«Хотя Тайлос слишком горяч, чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы её знаем, мы надеемся, что, совершенствуя наши методы наблюдений и улучшая понимание этих экзотических атмосфер, мы сможем добиться устойчивого прогресса в изучении более похожих на Землю планет в будущем», — объясняет Эванс-Сома.
«Живые организмы производят отходы, которые выбрасываются в атмосферу, образуя биосигнатуры. Измерение химического состава атмосфер планет и поиск этих биосигнатур, пожалуй, является наиболее перспективным способом обнаружения жизни за пределами нашей Солнечной системы».