«Джеймс Уэбб» нашёл метан на планете-гиганте, которая не пылает и не мёрзнет

Планета размером с Сатурн держит почти привычную температуру — около 79 градусов Цельсия. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» разложил свет, проходящий сквозь её атмосферу, и нашёл метан, а также более слабые следы аммиака и углекислого газа. Это важно: гиганты обычно живут в крайностях, а этот отказывается.

Хорошо изученные газовые гиганты делятся на два лагеря. В нашей системе Юпитер и Сатурн вращаются далеко от Солнца и остаются ледяными. За её пределами легче всего изучать так называемые горячие юпитеры — миры, что несутся так близко к своим звёздам, что их атмосферы светятся при тысячах градусов. TOI-199b не относится ни к тем, ни к другим: он огибает звезду, удалённую более чем на 330 световых лет, примерно раз в сто дней — достаточно далеко, чтобы оставаться умеренным.

Именно эта орбита — суть дела. Мир, который не жарят и не морозят, сохраняет в воздухе химию, которую крайние планеты разрушают или прячут. Метан особенно склонен распадаться в жаре горячего юпитера. Найти его здесь нетронутым — редкая возможность увидеть, что на самом деле содержит атмосфера гиганта, когда звезда её не варит.

Измерение получили, наблюдая, как планета проходит перед своей звездой. Во время транзита полоска звёздного света пронизывает верхний слой атмосферы, и газы оставляют на нём свой отпечаток. «Уэбб» разложил свет по длинам волн и распознал метан с высокой уверенностью. Аммиак и углекислый газ тоже проступили, но куда слабее.

Результат — первый в своём роде. Известна лишь горстка умеренных гигантов, и ни у одного прежде не изучали атмосферу так подробно. Состав этого воздуха — запись того, как и где сложилась планета: собрала ли она газ близко к звезде или далеко, а потом мигрировала внутрь.

Дело не закрыто. Метан надёжен, но аммиак и углекислый газ остаются намёками, а не подтверждёнными составляющими, и доли каждого газа неизвестны. Один набор транзитных измерений охватывает лишь внешнюю кожу атмосферы, а не её глубину, и одна планета не заменяет целый класс. Сама группа считает метан твёрдым результатом, а остальное — поводом смотреть дальше.

Анализ выполнила группа под руководством Реньюй Ху из Penn State, где соруководителем выступил Аарон Белло-Аруфе из Лаборатории реактивного движения НАСА; работа вышла в The Astronomical Journal в конце мая. Теперь команда намерена навести «Уэбб» на другие умеренные гиганты, чтобы понять, обычна ли химия TOI-199b или необычна, — начало небольшого каталога миров, которых наша система так и не построила.