Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые обнаружил серную кислоту в атмосфере экзопланеты

Под плотной атмосферой газового гиганта HD 189733b скрывается адский климат, воющие ветры и ливни стекла. Несмотря на то, что это уже делает ее экзотической экзопланетой, сильно отличающейся от привычных нам миров, космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил еще одну любопытную особенность: HD 189733b пахнет тухлыми яйцами.

На самом деле в ее атмосфере содержится сероводород, более известный как сульфид водорода, — бесцветный газ, издающий сильный сернистый запах (точнее, запах тухлых яиц). Этот газ никогда ранее не был обнаружен за пределами нашей Солнечной системы.

Причудливая планета со смертоносным климатом

HD 189733b была открыта в 2005 году на расстоянии 64 световых лет от нас. Позднее ученые определили ее как горячий Юпитер — планету, которая имеет схожий с Юпитером химический состав, но отличается очень высокой температурой.

Сравнение размеров планет Юпитера и HD 189733 b.

Это ближайший горячий Юпитер, который астрономы могут изучать с помощью транзитного метода. По этой причине она является одной из самых изучаемых экзопланет, чтобы понять ее характеристики и особенности.

Планета примерно на 10 % больше Юпитера, но гораздо горячее, поскольку находится в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. HD 189733b требуется всего около двух земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг своей звезды, что достаточно близко, чтобы обеспечить среднюю температуру в 926° по Цельсию. А сильные ветры кружат стеклоподобные силикатные частицы, падающие из высоких облаков со скоростью более 8 000 км/ч.

Запах тухлых яиц. Почему это важно?

Наблюдая за этой причудливой экзопланетой, «Джеймс Уэбб» обнаружил в атмосфере планеты воду, углекислый и угарный газ. А вот сероводород — настоящий сюрприз для ученых.

Сероводород присутствует на Юпитере, и предполагалось, что он также есть на газовых экзопланетах-гигантах. Однако за пределами нашей планетарной системы доказательства его присутствия до сих пор были неуловимы. Гуанвэй Фу, астрофизик из Университета Джона Хопкинса и ведущий автор исследования, объясняет:

Сульфид водорода является основным резервуаром серы в атмосферах планет. Высокая точность и инфракрасные возможности «Уэбба» позволяют нам впервые обнаружить сероводород на экзопланетах, что открывает новое спектральное окно в изучении химии серы в атмосфере экзопланет. Это поможет нам понять, из чего состоят экзопланеты и как они появились.

Сера, по сути, является необходимым элементом для построения более сложных молекул. Как и углерод, азот, кислород и фосфаты, ученые изучают ее присутствие, чтобы полностью понять, как устроены планеты, из чего они состоят и как сформировались.

Возможности «Уэбба» позволяют ученым определять конкретные химические вещества в атмосферах экзопланет более детально, чем когда-либо прежде.
На пути к еще более глубокому пониманию

Данные «Уэбба» также показали, что уровень содержания тяжелых металлов на HD 189733b схож с тем, который наблюдается на Юпитере.

В нашей Солнечной системе ледяные гиганты Нептун и Уран содержат больше металлов, чем газовые гиганты Юпитер и Сатурн, которые являются самыми большими планетами. Это говорит о том, что между содержанием металлов и массой может существовать корреляция. На самом деле астрономы считают, что в формировании Нептуна и Урана участвовало больше льда, камней и металлов, чем газов, таких как водород и гелий.

Результаты нового исследования далекого экзотического мира, по своим характеристикам похожего на «наши» планеты-гиганты, подтверждают эту теорию и помогут уточнить наши модели.

Команда также планирует найти следы серы на других экзопланетах, чтобы определить, связаны ли высокие концентрации этого соединения с близостью некоторых планет к их звезде-хозяину во время формирования.

С аннотацией исследования, опубликованной в журнале Nature, можно ознакомиться здесь.