В недавнем прошлом, если смотреть на космические масштабы времени, в молодой звездной системе YSES-1 образовались две планеты. Благодаря наблюдениям с орбитального телескопа ученые впервые получили возможность напрямую зафиксировать силикатные облака на одной из планет и силикатный околопланетный диск, расположенный рядом с другой.
Изучение молодых экзопланет позволяет исследовать взаимосвязь между процессом формирования планет и развитием их атмосфер. Специалисты могут определять состав атмосфер, анализируя спектр света звезды, который проходит сквозь них во время прохождения планеты между нами и звездой. Однако не все экзопланеты находятся на подходящем расстоянии. Кроме того, существует желание изучать более отдаленные планеты, где вероятность обнаружения условий, схожих с земными, выше.
Изучение спектра света, отраженного от планеты, предоставляет ценную информацию об условиях, существующих в ее атмосфере, включая наличие и состав облаков. Однако, поскольку планеты выглядят значительно менее яркими по сравнению со звездой, к которым они принадлежат, такие исследования требуют использования высокопроизводительного оборудования.
Благодаря космическому телескопу «Джеймс Уэбб» появилась возможность исследовать молодые планеты в среднем инфракрасном диапазоне. В качестве объекта исследования была выбрана молодая система YSES-1, содержащая планеты с необычно «красным» спектром. Эти планеты демонстрируют более высокую степень «красноты» в спектре, чем другие изученные планеты и коричневые карлики, что и привлекло внимание исследователей.
YSES-1 находится на расстоянии около 307 световых лет от Земли, в области, где расположена звездная ассоциация Скорпион — Центавр. Данная звездная система включает в себя звезду, схожую на Солнце, и два газовых гиганта, напоминающих Юпитер.
Экзопланета YSES-1 b обладает массой, примерно в 14 раз превышающую массу Юпитера, и находится на удалении не менее чем 160 астрономических единиц (среднего расстояния от Солнца до Земли) от своей звезды. Вторая планета системы, YSES-1 c, имеет массу, в шесть раз большую, чем у Юпитера, и расположена на расстоянии не менее 320 астрономических единиц от звезды.
Выяснилось, что источником «красноты» планет являются силикаты. На более удаленной и менее массивной планете YSES-1c подобный спектр излучения обусловлен облаками, состоящими из силикатов магния, возможно, с добавлением железа, согласно результатам компьютерного моделирования. Научная статья опубликована в журнале Nature.
На массивной YSES-1b слишком высокая температура для формирования облаков. Вместо этого планету окружает разогретый околопланетный диск, состоящий из силикатных крупиц микронного размера. Этот диск стал первым исследованным диском с настолько мелкими и горячими частицами. Оценка возраста системы позволяет предположить, что это уже второе поколение частиц, возникшее в результате столкновений формирующихся спутников.
Недавнее исследование подтверждает, что благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» астрономы получили возможность анализировать составы атмосфер экзопланет, находящихся на ранних стадиях формирования. Однако, в процессе работы были обнаружены трудности: существующие модели не способны точно воспроизводить происходящие в них процессы, особенно формирование силикатных облаков и наличие силикатного околопланетного диска. Это создает серьезные препятствия для интерпретации результатов наблюдений.