Открытие примечательно тем, что на огромных планетах обычно наблюдаются экстремальные температуры.
В нашей Солнечной системе Юпитер и Сатурн крайне холодны, так как находятся далеко от Солнца. Множество гигантских экзопланет, найденных за пределами нашей системы, — это «горячие юпитеры», планеты, которые движутся очень близко к своим звёздам, и температуры на них достигают тысяч градусов.
TOI-199b находится в промежуточном положении. Это одна из немногих известных умеренных гигантских планет, и атмосферу этого мира удалось изучить так подробно впервые. Планета вращается вокруг звезды, находящейся более чем в 330 световых годах от Земли, и делает один оборот примерно за 100 дней. Температура планеты составляет около 80 градусов Цельсия — по земным меркам это довольно тепло, но всё же значительно прохладнее, чем у большинства изученных гигантских экзопланет.
«Одно из ключевых преимуществ изучения экзопланет — это возможность проанализировать множество разнообразных типов планет, особенно тех, которые отсутствуют в Солнечной системе, чтобы понять, как формируются и развиваются планетные системы», — объясняет профессор астрономии и астрофизики Penn State и руководитель исследовательской группы Рению Ху. — «Существуют лишь несколько гигантских экзопланет с умеренными температурными условиями, и впервые мы смогли детально изучить атмосферу одной из них».
Для анализа атмосферы исследователи применили метод трансмиссионной спектроскопии, который дает возможность изучать звездный свет, проходящий сквозь атмосферу планеты во время её транзита перед звездой. Телескоп разделяет свет на различные длины волн, как призма разлагает белый свет на радугу.
«Когда планета проходит перед своей звездой, часть света проходит через атмосферу планеты, где он взаимодействует с элементами и молекулами, — рассказывает Аарон Белло-Аруфе, постдокторант из JPL и первый автор исследования. — Специфические элементы поглощают световые волны определённой длины, создавая отпечаток в спектре, который отражает состав атмосферы».
Сравнив спектры света во время транзита с базовыми измерениями, ученые обнаружили метан, а также нашли намеки на наличие аммиака и углекислого газа. Почему это имеет значение? Во-первых, химический состав атмосферы объясняет, как формировалась сама планета: на какой дистанции от звезды она появилась, какие льды и газы захватывала, как мигрировала. Умеренные гиганты занимают промежуточное положение между холодными и горячими юпитерами, поэтому они служат «недостающим звеном» для теорий эволюции планетных систем.
