Телескопът „Джеймс Уеб“ улови амоняк в атмосферата на планета извън Слънчевата система, а подобно откритие досега е правено само веднъж, и то с друг метод. Измерената температура пък не се връзва с обичайните сметки: планетата излиза доста по-хладна, отколкото ѝ се полага според разположението около звездата ѝ. Заради тази комбинация астрономите преразглеждат представите си как около малки червени звезди се раждат газови гиганти колкото Юпитер.
Става дума за HATS-6 b, планета с размерите на Юпитер, но с маса около трета от неговата, колкото на Сатурн. Тя обикаля на всеки три дни около HATS-6, червено джудже, малка, хладна и червеникава звезда, каквито в Галактиката ни има много повече, отколкото звезди като Слънцето. Системата е на 500 светлинни години от Земята. Проучването е дело на екип начело с Джанина Гузман Калока, докторантка по астрономия в Университета на Мериланд, и е публикувано на 8 септември 2026 г. в списание Astronomical Journal. Планетата е част от програмата GEMS, по която „Джеймс Уеб“ изучава атмосферите на седем газови гиганта около червени джуджета, за да ги сравни с познатите горещи юпитери около звезди като Слънцето.
Спектрографът NIRSpec и два транзита на планетата
Методът се нарича транзитна спектроскопия. Когато планетата мине пред звездата си, част от звездната светлина не опира в твърда повърхност, а минава през тънкия пласт атмосфера покрай ръба на планетния диск. Всяка молекула поглъща светлина с точно определена дължина на вълната, както оцветено стъкло пропуска едни цветове и спира други. Като сравняват светлината на звездата преди и по време на прелитането на планетата, астрономите виждат кои цветове липсват и от тях разчитат кои молекули стоят на пътя на лъчите. За HATS-6 b екипът е използвал спектрографа NIRSpec на „Джеймс Уеб“ в режим PRISM, който обхваща широк диапазон дължини на вълните, от видимата светлина до близката инфрачервена, и е наблюдавал два транзита.
Амоняк, вода и метан при 120 вместо 425 градуса
В светлинния отпечатък на HATS-6 b учените намериха вода, метан, въглероден диоксид и амоняк. Последната молекула е рядкост: въглерод и кислород вече са засичани в атмосферите на много далечни планети, но амонякът почти никога досега. Единственото друго сигурно откритие на амоняк извън Слънчевата система е направено с директно заснемане с коронограф, инструмент, който закрива светлината на звездата и позволява да се снима много по-студен обект с температура около 240 градуса. При HATS-6 b амонякът е засечен за първи път през светлина, минала транзитно през атмосферата, метод с много по-широко приложение, защото повечето известни екзопланети не могат да бъдат снимани направо. Амонякът оцелява по-лесно в по-хладни атмосфери, а около нажежените горещи юпитери бързо се разпада, така че присъствието му подсказва, че HATS-6 b не е толкова гореща планета.
Сметките само по разстоянието до звездата и количеството светлина, което планетата получава, сочат температура около 425 градуса. Данните от спектъра говорят за атмосфера, която се държи като много по-студена, по-близо до 120 градуса. Разликата от около 300 градуса е голяма за планета, притисната толкова близо до звездата си. Ако планетата наистина е толкова хладна, най-вероятното обяснение е, че нещо отразява голяма част от звездната светлина обратно в космоса, подобно на плътните облаци на Венера, които отблъскват слънчевите лъчи и заблуждават сметките за истинската температура на повърхността отдолу, обясни Гузман Калока. Екипът планира нови наблюдения при по-дълги дължини на вълната, за да провери версията с облаците и да потърси други, по-слаби сигнали в спектъра.
Атмосфера със сто пъти по-малко тежки елементи от Слънцето
Стандартният модел за раждане на планети гиганти тръгва от малко твърдо ядро от прах и камъчета, което трябва да натрупа маса колкото десетина Земи, преди газовият диск около младата звезда да се разпръсне. Едва тогава ядрото е достатъчно тежко, за да придърпа бързо огромно количество газ. Дисковете около червени джуджета обикновено са по-бедни и по-краткотрайни, затова според тази сметка планети колкото Юпитер там би трябвало да са рядкост. Засега учените познават около 40 подобни планети, сред които е и HATS-6 b. Данните от „Джеймс Уеб“ добавят подробност, която не пасва на очакванията: тежките елементи в атмосферата ѝ са около сто пъти по-малко, отколкото на Слънцето, тоест тя е бедна точно на суровината, от която според теорията трябва да се е сглобило нейното ядро. Съчетанието от рядък амоняк, ниска температура и бедна на метали атмосфера навежда екипа на мисълта, че газовите гиганти около червени джуджета може да са химически различна група планети, оформена по друг път от този на горещите юпитери около звезди като Слънцето.
Екипът по програмата GEMS ще продължи да сравнява седемте планети в извадката си.