Космічний телескоп «Джеймс Вебб» виявив метан в атмосфері екзопланети WASP-80 b
Це відкриття має велике значення, оскільки довгий час метан не був виявлений в атмосферах екзопланет на відміну від водяної пари, який був виявлений в атмосферах більш ніж десяти екзопланет. При цьому метан широко поширений в атмосферах газових гігантів нашої Сонячної системи, таких як Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун.
Відкриття належить вченим із NASA та Аризонського державного університету. WASP-80 b, з температурою близько 825 Кельвінів, є «гарячим Юпітером» — це означає, що планета схожа на Юпітер розміром і масою, але її температура знаходиться десь між температурою гарячих Юпітерів (наприклад, планети HD 209458 b з температурою 1450 К) та холодних Юпітерів, де температура близько 125 До.
WASP-80 b звертається навколо червоного карлика за три дні і знаходиться на відстані 163 світлових років від нас у сузір’ї Орла. Через близьку відстань між планетою та її зіркою, а також віддаленість обох об’єктів від нас, ми не можемо побачити цю планету безпосередньо навіть за допомогою сучасних телескопів, включаючи «Джеймс Вебб». Натомість дослідники вивчають об’єднане світло від зірки та планети, використовуючи метод транзиту (який зазвичай використовується для виявлення екзопланет) та метод затемнення.
Метод транзиту дозволяє спостерігати систему під час, коли планета проходить перед зіркою. У цей час атмосферна оболонка планети висвітлюється зіркою вздовж її денного та нічного кордону. У певних діапазонах, де молекули в атмосфері планети поглинають світло, атмосфера стає щільнішою і блокує більше зоряного світла, що призводить до глибшого затемнення порівняно з іншими довжинами хвиль, де атмосфера пропускає світло. Цей метод дозволяє вченим визначити склад атмосфери планети у вигляді визначення, які спектральні лінії заблоковані.
Метод затемнення, з іншого боку, дозволяє спостерігати систему під час, коли планета проходить за своєю зіркою щодо нашого становища. Це викликає ще одне невелике падіння у загальному графіку світності. Аналіз спектрів затемнення дозволяє визначити, які молекули в атмосфері планети поглинають світло на певних довжинах хвиль.
Початкові спостереження трансформувалися в спектри, які показують, як атмосфера планети взаємодіє з різними довжинами хвиль світла. Для інтерпретації цих спектрів було використано два типи моделей. Одна модель була гнучкою і включала різні комбінації метану, води та температури, щоб визначити найкращу відповідність даних, що спостерігаються. Інша модель використовувала існуючі дані про фізику та хімію екзопланет, щоб оцінити очікувані рівні метану та води.
Обидва типи моделей дійшли одного й того ж висновку — виявлення метану. Щоб переконатися у правильності результатів, вчені використали статистичні методи та оцінили ймовірність випадкового виявлення метану. Результати перевищили золотий стандарт «5 сигма», що означає, що ймовірність помилкового виявлення метану дуже мала.
Цей результат дає можливість порівняти планети нашої Сонячної системи із планетами за її межами. А «Джеймс Вебб» дозволить отримати більш повну картину атмосфери WASP-80 b та вивчити вміст інших речовин, таких як оксид вуглецю та діоксид вуглецю.