Астрофизики из Бирмингемского университета, Центра космических полетов NASA и Института Карнеги обнаружили газового гиганта с аномально низким содержанием тяжелых элементов в атмосфере. Результаты исследования опубликованы в The Astronomical Journal.
Современные космические телескопы продолжают находить миры, которые не вписываются в классические астрономические модели. В новой работе международная исследовательская группа представила анализ данных, собранных телескопом «Джеймс Уэбб». В центре внимания оказался газовый гигант TOI-5205 b — планета размером с Юпитер, вращающаяся вокруг крошечной звезды, которая всего в четыре раза больше самой планеты.
Химический дисбаланс
Главным сюрпризом стала металличность экзопланеты — доля химических элементов тяжелее водорода и гелия. Традиционно считается, что планеты-гиганты накапливают значительное количество тяжелых веществ в процессе своего формирования из протопланетного диска. Однако атмосфера TOI-5205 b оказалась значительно беднее металлами по сравнению не только с Юпитером, но и со своей собственной родительской звездой.
Подобный химический разрыв делает эту систему уникальной среди всех ранее изученных экзопланет. Когда TOI-5205 b проходит на фоне своего светила, она перекрывает около 6% его света. Изучая спектр этого света, проходящего сквозь атмосферу гиганта, астрономы смогли точно идентифицировать наличие таких соединений, как метан и сероводород, но в крайне нестандартных и скудных пропорциях.
Тайны внутреннего строения
Для объяснения феномена исследователи прибегли к сложным компьютерным симуляциям внутренней структуры планеты. Моделирование показало, что общее содержание тяжелых элементов внутри TOI-5205 b на самом деле примерно в 100 раз превышает их концентрацию в наблюдаемой верхней атмосфере. Это означает, что внутренняя масса планеты и ее внешние газовые оболочки практически не перемешиваются.
По всей видимости, в период формирования тяжелые химические элементы стремительно опустились к самому ядру газового гиганта и остались там запертыми навсегда. В результате верхние слои атмосферы оказались чрезвычайно богаты углеродом, но крайне бедны кислородом и металлами. Чтобы сделать такие точные выводы, ученым также пришлось разработать специальный алгоритм для фильтрации данных от искажений, создаваемых пятнами на родительской звезде.
Ранее Наука Mail рассказывала, что химический состав газовых гигантов полностью соответствует составу звезд, вокруг которых они вращаются.
