James Webb znalazł metan na planecie olbrzymie, która ani nie płonie, ani nie zamarza

Planeta wielkości Saturna utrzymuje niemal swojską temperaturę, około 79 stopni Celsjusza. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rozłożył światło przenikające jej atmosferę i znalazł metan, ze słabszymi śladami amoniaku i dwutlenku węgla. To ważne, bo olbrzymy zwykle żyją w skrajnościach, a ta się temu wymyka.

Dobrze poznane gazowe olbrzymy dzielą się na dwa obozy. W naszym Układzie Słonecznym Jowisz i Saturn krążą daleko od Słońca i pozostają lodowate. Poza nim najłatwiejsze do badania są tak zwane gorące jowisze, światy tak bliskie swoim gwiazdom, że ich atmosfery świecą w tysiącach stopni. TOI-199b nie należy do żadnego: okrąża gwiazdę odległą o ponad 330 lat świetlnych raz na około sto dni, dość daleko, by pozostać umiarkowaną.

Cała rzecz w tej orbicie. Świat, który nie jest ani upieczony, ani zamrożony, zachowuje w powietrzu chemię, którą skrajne planety niszczą lub ukrywają. Zwłaszcza metan zwykle rozpada się w żarze gorącego jowisza. Znalezienie go tu nienaruszonym daje rzadki wgląd w to, co naprawdę zawiera atmosfera olbrzyma, gdy gwiazda jej nie gotuje.

Odczyt powstał z obserwacji przejścia planety przed jej gwiazdą. Podczas tranzytu smużka światła gwiazdy przechodzi przez górną warstwę atmosfery, a gazy odciskają w niej swój ślad. Webb rozdzielił światło na długości fal i rozpoznał metan z dużą pewnością. Pojawiły się też amoniak i dwutlenek węgla, znacznie słabsze.

Wynik to pierwszy taki przypadek. Znamy zaledwie garstkę umiarkowanych olbrzymów, a żadnemu nie zbadano dotąd atmosfery z taką dokładnością. Skład tego powietrza to zapis tego, jak i gdzie planeta powstała, czy zebrała gaz blisko gwiazdy, czy daleko i z czasem przywędrowała do wewnątrz.

Sprawa nie jest zamknięta. Metan jest pewny, ale amoniak i dwutlenek węgla pozostają poszlakami, nie potwierdzonymi składnikami, a proporcje poszczególnych gazów są nieznane. Pojedyncza seria pomiarów tranzytowych próbkuje tylko zewnętrzną skórę atmosfery, nie jej głębię, a jedna planeta nie zastąpi całej klasy. Sam zespół traktuje metan jako twardy wynik, a resztę jako powód, by patrzeć dalej.

Analiza powstała w grupie kierowanej przez Renyu Hu z Penn State, z Aaronem Bello-Arufe jako współprowadzącym w Jet Propulsion Laboratory NASA, i ukazała się w The Astronomical Journal pod koniec maja. Zespół zamierza teraz skierować Webba ku innym umiarkowanym olbrzymom, by sprawdzić, czy chemia TOI-199b jest typowa, czy osobliwa, to początek niewielkiego katalogu światów, których nasz Układ Słoneczny nigdy nie zbudował.

Tagi: astronomia, James Webb Space Telescope, exoplanet, methane, Penn State, TOI-199b