Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил аммиак в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Подобное открытие уже делали лишь однажды, и то другим методом. А измеренная температура планеты не сходится с обычными расчётами: она оказалась заметно холоднее, чем должна быть при таком расположении относительно своей звезды. Из-за этого астрономы пересматривают представления о том, как рядом с маленькими красными звёздами рождаются газовые гиганты размером с Юпитер.

Речь идёт о планете HATS-6 b — она размером с Юпитер, но её масса составляет около трети юпитерианской, то есть примерно как у Сатурна. Планета делает полный оборот вокруг своей звезды за три дня. Звезда HATS-6 — красный карлик, маленькая, холодная и красноватая; таких звёзд в нашей Галактике гораздо больше, чем похожих на Солнце. Система находится в 500 световых годах от Земли. Исследование провела группа во главе с Джаниной Гусман Калока, аспиранткой факультета астрономии Университета Мэриленда. Работу опубликовали 8 сентября 2026 года в журнале Astronomical Journal. Планета входит в программу GEMS: по ней «Джеймс Уэбб» изучает атмосферы семи газовых гигантов у красных карликов, чтобы сравнить их с уже известными горячими юпитерами у звёзд типа Солнца.

Спектрограф NIRSpec и два транзита планеты

Метод называется транзитной спектроскопией. Когда планета проходит перед своей звездой, часть звёздного света не упирается в твёрдую поверхность, а проходит сквозь тонкий слой атмосферы у края планетного диска. Каждая молекула поглощает свет строго определённой длины волны — так же цветное стекло пропускает одни цвета и задерживает другие. Сравнивая свет звезды до и во время прохождения планеты, астрономы видят, каких цветов не хватает, и по этому судят, какие молекулы стоят на пути лучей. Для HATS-6 b команда использовала спектрограф NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб» в режиме PRISM — он охватывает широкий диапазон длин волн, от видимого света до ближнего инфракрасного, — и понаблюдала за двумя транзитами.

Аммиак, вода и метан при 120 градусах вместо 425

В световом «отпечатке» HATS-6 b учёные нашли воду, метан, углекислый газ и аммиак. Последняя молекула — редкость: углерод и кислород уже находили в атмосферах многих далёких планет, а вот аммиак почти никогда. Единственное другое достоверное обнаружение аммиака за пределами Солнечной системы сделали методом прямой съёмки с коронографом — прибором, который закрывает свет звезды и позволяет снять гораздо более холодный объект с температурой около 240 градусов. У HATS-6 b аммиак впервые заметили по свету, прошедшему сквозь атмосферу во время транзита, — а это метод с гораздо более широким применением, потому что большинство известных экзопланет напрямую сфотографировать нельзя. Аммиак легче сохраняется в более холодных атмосферах, а у раскалённых горячих юпитеров быстро распадается. Значит, его присутствие говорит о том, что HATS-6 b не такая уж горячая планета.

Расчёты только по расстоянию до звезды и количеству получаемого планетой света дают температуру около 425 градусов. А данные спектра показывают, что атмосфера ведёт себя как гораздо более холодная — ближе к 120 градусам. Разница примерно в 300 градусов очень велика для планеты, расположенной так близко к своей звезде. Если планета действительно настолько холодная, самое вероятное объяснение — что-то отражает значительную часть звёздного света обратно в космос, поясняет Гусман Калока. Похожим образом ведут себя плотные облака Венеры: они отражают солнечные лучи и сбивают расчёты истинной температуры поверхности под ними. Команда планирует новые наблюдения на более длинных волнах, чтобы проверить версию с облаками и поискать в спектре другие, более слабые сигналы.

В атмосфере в сто раз меньше тяжёлых элементов, чем на Солнце

По стандартной модели рождения планет-гигантов сначала образуется небольшое твёрдое ядро из пыли и мелких камней. Оно должно набрать массу примерно в десяток Земель, пока газовый диск вокруг молодой звезды ещё не рассеялся. Только тогда ядро становится достаточно тяжёлым, чтобы быстро притянуть к себе огромное количество газа. Диски вокруг красных карликов обычно беднее и живут меньше, поэтому, по этой логике, планеты размером с Юпитер там должны встречаться редко. Пока учёным известно около 40 таких планет, среди них и HATS-6 b. Данные «Джеймс Уэбба» добавляют подробность, которая не укладывается в эту картину: тяжёлых элементов в атмосфере планеты примерно в сто раз меньше, чем на Солнце. То есть ей как раз не хватает того самого «строительного материала», из которого, по теории, должно было собраться её ядро. Сочетание редкого аммиака, низкой температуры и бедной металлами атмосферы наводит команду на мысль: газовые гиганты у красных карликов могут быть химически другой группой планет, которая формируется иным путём, чем горячие юпитеры у звёзд вроде Солнца.

Команда программы GEMS продолжит сравнивать семь планет из своей выборки.