В атмосфере близкой экзопланеты обнаружили ледяные облака

Астрономы сделали важный шаг в понимании атмосфер холодных газовых гигантов, находящихся за пределами нашей Солнечной системы. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» международная группа исследователей под руководством Элизабет Мэтьюз из Института астрономии Макса Планка (Германия) обнаружила признаки высотных облаков из водяного льда в атмосфере экзопланеты Эпсилон Индейца Ab (ε Indi Ab). Это открытие, которое пока опубликовано на сервере препринтов, не только объясняет давние аномалии в спектре планеты, но и прокладывает путь к поиску обитаемых миров.

Загадка «невидимого» аммиака

Эпсилон Индейца Ab — это гигантская экзопланета, вращающаяся вокруг солнцеподобной звезды всего в 12 световых годах от Земли. Несмотря на близость к нам, она долго оставалась загадкой. Предыдущие наблюдения фиксировали странное несоответствие: сигналы аммиака в атмосфере были гораздо слабее, чем предсказывали теоретические модели для «чистого» неба.

Используя инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) телескопа «Уэбб», ученые проанализировали тепловое излучение планеты. Сравнение снимков на длинах волн 10,6 и 11,3 микрон подтвердило: что-то блокирует выход тепла из глубоких слоев атмосферы. Единственным логичным объяснением, подошедшим под все данные, стало наличие плотных слоев облаков из водяного льда.

Холодный гигант в объективе

В отличие от большинства экзопланет, которые обнаруживают транзитным методом (когда планета проходит перед диском звезды), Эпсилон Индейца Ab была запечатлена методом прямого получения изображений. Это стало возможным благодаря коронографу — специальному фильтру, отсекающему ослепительный свет родительской звезды.

Эта планета интересна своими характеристиками:

• Масса примерно в 7,6 раза тяжелее Юпитера.
• Температура около 1,6°C — значительно холоднее большинства изученных газовых гигантов, но теплее нашего Юпитера из-за остаточного тепла, сохранившегося со времен формирования.
• Орбита: планета находится в четыре раза дальше от своей звезды, чем Юпитер от Солнца.

Такие параметры делают ее «редким гостем» в каталогах астрономов, привыкших к изучению раскаленных «горячих юпитеров». Эпсилон Индейца Ab — близкий аналог гигантов нашей системы.

Почему это важно для поиска жизни?

Обнаружение облаков меняет правила игры в современной астрофизике. Долгое время исследователи исключали фактор «погоды» из расчетов, так как облака радикально усложняют математические модели атмосферы. Свет начинает рассеиваться на разных высотах, а химический состав перестает выглядеть однозначным.

«Это прекрасная проблема, — отмечает Джеймс Мэнг из Техасского университета в Остине, один из авторов исследования. — Она свидетельствует о колоссальном прогрессе. Теперь мы понимаем, что при поиске двойника Земли нам придется учитывать погодные условия, а не просто искать чистые химические сигналы».

Следующим этапом станет проверка данных с помощью строящегося телескопа «Нэнси Грейс Роман». Он сможет изучить, как ледяные облака отражают видимый свет. Если данные совпадут, это позволит ученым создать универсальную модель атмосфер холодных планет. Эпсилон Индейца Ab — это «генеральная репетиция» перед поиском небольших каменистых миров, где облака могут скрывать не только газы, но и признаки биологической активности.