Более 10 лет ученые пытались разгадать тайну загадочной атмосферы знаменитой «Розовой планеты». Теперь, благодаря наблюдениям с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), астрономы обнаружили, что в атмосфере этого объекта присутствуют необычные соленые облака и экзотический химический состав. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале The Astronomical Journal и представляют собой первое прямое доказательство существования соляных облаков в атмосфере холодного объекта.
Обнаруженная в 2013 году, звезда GJ504b вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии 57 световых лет от Земли. Несмотря на своё прозвище, учёные до сих пор не уверены, является ли она планетой. Масса GJ504b примерно в 25 раз превышает массу Юпитера, и на самом деле она может быть коричневым карликом — несостоявшейся звездой, находящейся на грани между планетой и звездой. Именно поэтому астрономы называют её «компаньоном планетарной массы», что означает, что это объект размером с планету, вращающийся вокруг звезды.
Температура GJ504b составляет всего 550 градусов по Фаренгейту, что затрудняет её изучение с Земли. «Розовая планета — самый холодный компаньон, когда-либо обнаруженный с помощью наземных инструментов», — заявил в своём сообщении Аниш Бабурадж, соавтор исследования и астроном из Северо-Западного университета.
«Многие группы исследователей по всему миру проводили дополнительные наблюдения, чтобы изучить его свет, но он был слишком слабым для наземных приборов», — добавил он. «Это сделало его идеальной целью для JWST. Когда мы наконец получили его спектр, он сразу же показался нам интересным. Но как только мы начали глубже изучать данные, мы поняли, что это не похоже ни на что из того, что мы анализировали раньше».
Телескоп JWST зафиксировал слабый свет звезды GJ504b, и исследователи использовали передовые методы обработки данных, чтобы отфильтровать блики от её яркой звезды-хозяина. Фильтрация позволила им разложить свет, исходящий от GJ504b, на составляющие цвета, каждый из которых представляет собой отдельный элемент, присутствующий в её атмосфере.
«В прошлом другие астрономы наблюдали за компаньоном целую ночь с помощью самых больших телескопов в мире, чтобы получить спектр, — сказал Бабурадж. — И они не могли увидеть этот объект. С помощью JWST все наши наблюдения заняли около двух часов, и мы добились успеха».
Команда обнаружила, что в атмосфере Розовой планеты присутствуют водяной пар, метан, углекислый газ, аммиак и другие молекулы. Но чего-то всё ещё не хватало. Когда они ввели данные в компьютерную модель для реконструкции звезды-компаньона, смоделированная атмосфера соответствовала их наблюдениям только в том случае, если содержала необычные, неправдоподобные особенности.
После добавления облаков в симуляцию стало ясно, что только соленые облака могут объяснить наблюдаемые явления.
«Мы попробовали три разных типа облаков, и лучше всего подошли соляные облака. Когда мы учли соляные облака, это ослабило сигнал молекул, скрытых глубже в атмосфере спутника. Тогда результаты стали физически возможными», — объяснил Бабурадж.
Учёным ещё многое предстоит узнать о GJ504b, в том числе о том, как этот загадочный объект вообще образовался. Но авторы этого исследования считают, что полученные результаты могут быть полезны для изучения других холодных, тусклых планет.
«Это первый случай, когда мы обнаружили, что соляные облака играют решающую роль в объяснении спектра объекта», — добавил Бабурадж. «Это хорошее напоминание о необходимости учитывать облака в наших моделях».