Астрофизики получили ценные новые сведения о том, как формируются далёкие экзопланеты и как может выглядеть их атмосфера. Для этого они использовали телескоп Джеймса Уэбба, чтобы получить детальные изображения двух молодых экзопланет.
Среди основных выводов — наличие силикатных облаков в атмосфере одной из планет и околопланетный диск, который, как предполагается, поставляет материал для формирования спутников вокруг другой планеты.
Работа [опубликована в журнале Nature.](https://www.nature.com/articles/s41586-025-09174-w)
В более широком смысле понимание того, как сформировалась суперсолнечная система YSES-1, позволяет лучше понять происхождение нашей Солнечной системы и даёт нам возможность наблюдать и учиться на примере планеты, похожей на Юпитер, формирующейся в реальном времени.
«Планеты, которые мы можем наблюдать напрямую — планеты за пределами нашей Солнечной системы — это единственные экзопланеты, которые мы можем фотографировать», — сказал доктор Эверт Наседкин, постдокторант Школы физики Тринити-колледжа в Дублине, соавтор исследовательской статьи. «Эти экзопланеты, как правило, всё ещё достаточно молоды, чтобы сохранять теплоту своего формирования, и именно это тепло, видимое в тепловом инфракрасном диапазоне, мы, как астрономы, наблюдаем».
Используя спектроскопические инструменты на борту космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), доктор Килан Хох и большая международная команда, включая астрономов из Тринити-колледжа в Дублине, получили широкие спектры двух молодых гигантских экзопланет, которые вращаются вокруг похожей на Солнце звезды YSES-1. Эти планеты в несколько раз больше Юпитера и находятся далеко от своей звезды-хозяина, что подчёркивает разнообразие экзопланетных систем даже вокруг таких звёзд, как наше Солнце.
Основная цель измерения спектров этих экзопланет — понять их атмосферы. Различные молекулы и частицы облаков поглощают разные длины волн света, оставляя характерный отпечаток на спектре излучения планет.
Когда мы смотрели на меньшую, более удалённую планету-компаньон, известную как YSES 1-c, мы обнаружили характерную сигнатуру силикатных облаков в среднем инфракрасном диапазоне. По сути, состоящие из частиц, похожих на песок, это сильнейшее поглощение силикатов, наблюдаемое на экзопланете.
«Мы считаем, что это связано с относительной молодостью планет: более молодые планеты немного больше по радиусу, и эта расширенная атмосфера может позволить облаку поглощать больше света, излучаемого планетой. Используя детальное моделирование, мы смогли определить химический состав этих облаков, а также подробности о формах и размерах частиц облаков», — сказал доктор Наседкин.
Внутренняя планета, YSES-1b, преподнесла и другие сюрпризы: хотя вся планетарная система молода — ей 16,7 миллиона лет, — она слишком стара, чтобы можно было найти признаки планетного формирующего диска вокруг звезды-хозяина. Но вокруг YSES-1b команда наблюдала диск вокруг самой планеты, который, как предполагается, поставляет материал на планету и служит местом рождения спутников — подобно тем, что видны вокруг Юпитера.
Только три других таких диска были идентифицированы на сегодняшний день вокруг объектов, значительно более молодых, чем YSES-1b, что поднимает новые вопросы о том, как этот диск мог существовать так долго.
Доктор Наседкин добавил: «В целом, эта работа подчёркивает невероятные способности JWST в характеристике атмосфер экзопланет. Имея возможность напрямую наблюдать лишь несколько экзопланет, система YSES-1 предлагает уникальное понимание физики атмосферы и процессов формирования этих далёких гигантов».
Доктор Килан Хох, научный сотрудник Института исследований космического телескопа, сказал: «Эта программа была предложена до запуска JWST. Она была уникальной, поскольку мы предположили, что прибор NIRSpec на будущем телескопе должен быть способен наблюдать обе планеты в своём поле зрения за одно экспозиционное время, по сути, предоставляя нам два результата за одну цену. Наши симуляции оказались верны после запуска, предоставив наиболее подробный набор данных о многопланетной системе на сегодняшний день».
Планеты системы YSES-1 также разделены слишком большим расстоянием, чтобы это можно было объяснить современными теориями формирования, поэтому дополнительные открытия различных силикатных облаков вокруг YSES-1 c и небольших горячих пылевых частиц вокруг YSES-1 b приводят к новым загадкам и сложностям в определении того, как планеты формируются и развиваются.
«Это исследование также проводилось группой исследователей на раннем этапе карьеры, таких как постдокторанты и аспиранты, которые составляют первых пять авторов статьи. Эта работа была бы невозможна без их творчества и упорного труда, которые помогли сделать эти невероятные междисциплинарные открытия», — говорится в сообщении, предоставленном [Тринити-колледжем в Дублине.](https://phys.org/partners/trinity-college-dublin/)