Космический телескоп «Джеймс Уэбб» прояснил невиданные детали атмосферы изолированного небесного объекта под названием SIMP J01365663+0933473 (SIMP0136). Небесное тело, находящееся примерно в 20 световых годах от Земли, имеет массу, превосходящую массу Юпитера примерно в 13 раз, и располагается на границе между планетами-гигантами и коричневыми карликами.
Изучение атмосферы экзопланеты SIMP0136 новыми приборами «Уэбба» выявило сложное химическое строение с водяным паром, метаном и углекислым газом, а также значительные колебания ее состава.
Новые наблюдения помогают понять природу этих странствующих объектов Вселенной, которые называют также планетами-сиротами или пропавшими звёздами.
«Уэбб» разгадывает космическую тайну: странствующий мир или исчезнувшая звезда?
SIMP0136 поражает своей до сих пор неясной природой. Астрономы полагают, что это объект планетарной массы, но его классификация не определена. С массой, примерно в 13 раз большей массы Юпитера, он находится на теоретическом пределе для газовой планеты-гиганта. Если бы масса была немного больше, его можно было бы назвать коричневым карликом — типом небесного объекта, который не достиг нужной массы для начала синтеза водорода в ядре и превращения в звезду.
В отличие от большинства известных газовых гигантов, вращающихся вокруг звезд, SIMP0136 представляет собой изолированное тело космоса без видимой родительской звезды. Ученые выдвигают два варианта происхождения объекта: молодой коричневый карлик, сформировавшийся в изоляции как маленькая неудавшаяся звезда, или планета, выброшенная из своей первоначальной системы, возможно, вследствие гравитационных взаимодействий с другими массивными телами.
SIMP0136 необычна своей молодостью. Как часть Ассоциации AB Doradus, возраст которой около 200 миллионов лет, объект, возможно, сохранил атмосферу, которая еще развивается. Это делает его идеальным для изучения планетарного и звездного образования.
Турбулентная атмосфера и переменность светила
«Джеймс Уэбб» обнаружил, что атмосфера SIMP0136 необычайно динамична. Ранее были зафиксированы изменения яркости, намекающие на движение облаков. Благодаря новым инструментам JWST ученые смогли проанализировать эти колебания с небывалой точностью.
Объект был изучен в течение примерно двух полных оборотов, за которые прошло около 2,4 земных часов. Полученные сведения показывают большую изменчивость атмосферы: облака перемещаются и трансформируются со временем. Это позволяет предположить, что у SIMP0136 турбулентная метеорология, похожая на то, что наблюдается на Юпитере и Сатурне, но с особенными характеристиками.
Спектральный анализ атмосферы выявил водяной пар (H₂O), метан (CH₄) и углекислый газ (CO₂), а также предпосылки для других сложных молекул. Обнаружение диоксида углерода особенно важно, так как позволяет переосмыслить химический состав атмосферы объектов планетарного масштаба. Также наблюдаемая изменчивость может быть следствием колебаний температуры и состава облаков, что указывает на активные атмосферные процессы.
Данные, полученные «Уэббом» на SIMP0136, являются значительным прорывом в изучении изолированных объектов планетарного размера. Благодаря такому анализу астрономы смогут корректировать теоретические модели образования и развития планет и звезд, а также возможно, раскрыть тайну загадочных космических одиночек.
Журнал «The Astrophysical Journal Letters» опубликовал новое исследование. .