Экзопланета WASP-96b

WASP-96b – газовая планета-гигант, открытая на орбите звезды WASP-96 в 2013 году. Это одна из более чем 5000 известных внесолнечных планет в Млечном Пути. Экзопланета имеет массу 0,48 массы Юпитера и радиус около 1,2 радиуса Юпитера. Она вращается вокруг родительской звезды WASP-96, на расстоянии всего 0,0453 а.е. за 3,425 дня до завершения орбиты. Температура планеты составляет около 1 000 ºС.

WASP-96b был обнаружен в 2013 году Wide Angle Search for Planets (WASP) – международным консорциумом, который использует множество роботизированных телескопов для проведения транзитной фотометрии и обнаружения экзопланет. Планета была обнаружена группой исследователей из Университета Кила во главе с профессором Коэлом Хеллиером. Об открытии было объявлено в 2014 году.

Особенности экзопланеты WASP-96b

Наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба в 2022 году выявили отчетливую сигнатуру воды. Это был не первый случай обнаружения воды на экзопланете. Космический телескоп “Хаббл” проанализировал атмосферы многих внесолнечных планет за последние 20 лет и впервые обнаружил присутствие воды на пяти планетах в 2013 году. Рассматриваемыми планетами были WASP-17b, HD 209458b, WASP-12b, WASP-19b и XO-1b.

До наблюдений телескопа Джеймса Уэбба считалось, что атмосфера WASP-96b не имеет облаков, но данные, полученные с помощью него, указывают на наличие облаков и дымки в спектре экзопланеты.

Астрономы долгое время считали, что горячие газовые гиганты богаты натрием, но не могли подтвердить это, потому что натрий имеет слишком слабую сигнатуру, чтобы его можно было обнаружить. Однако международная группа астрономов во главе с доктором Николаем Николовым из Университета Эксетера обнаружила доказательства натрия с помощью Очень Большого телескопа Европейской Южной обсерватории (ESO) в 2018 году.

Это привело их к мысли, что в атмосфере WASP-96b не было облаков, потому что натрий не мог быть обнаружен, если облака скрывали его сигнатуру. В рамках исследования было изучено более 20 транзитных спектров экзопланет и WASP-96 была единственной экзопланетой, которая показала четкий натриевый след.

Количество натрия, обнаруженного в WASP-96b сопоставимо с количеством на Земле и других планетах Солнечной системы, что указывает на то, что условия также могут быть похожими. Исследователи использовали площадную камеру и спектрограф Инамори-Магеллана (IMACS) в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, чтобы получить спектр пропускания при 475-825 нм и обнаружили широкую особенность поглощения натрия. Однако данные Джеймса Уэбба, опубликованные всего несколько дней спустя, показали, что атмосфера планеты не была безоблачной.

Изображение телескопа Джеймса Уэбба

Астрономы использовали инфракрасный тепловизор Уэбба и спектрограф (NIRISS), чтобы захватить спектр пропускания планеты. Они обнаружили не только воду, но и признаки облаков. Наблюдения Уэбба позволили исследователям проанализировать атмосферу внесолнечной планеты на расстоянии более 1000 световых лет с беспрецедентной детализацией.

Спектрограф зафиксировал самый подробный спектр пропускания атмосферы экзопланеты на сегодняшний день. Он измерял свет от WASP-96 в течение 6,4 часов, когда планета проходила через родительскую звезду 21 июня 2022 года. Уэбб наблюдал звездную систему до, во время и после прохождения. Сам транзит длился чуть менее 2,5 часов. Количество света, заблокированного во время прохождения варьировалось от 1,36% до 1,47%.

Астрономы получили кривую блеска, которая показала изменение яркости звезды во время прохождения, а также спектр пропускания, показывающий изменение яркости определенных инфракрасных длин волн от 0,6 до 2,8 мкм. Длины волн более 1,6 мкм позволяют обнаруживать воду, а также молекулы кислорода, углекислого газа и метана.

Кривая блеска подтвердила ранее определенные свойства планеты – орбиту и размер. В то время как спектр пропускания показал признаки воды, наличие облаков и признаки дымки.

Спектр WASP-96b позволит астрономам определить количество водяного пара и содержание таких элементов как: кислород и углерод в атмосфере планеты. Затем информация может быть использована для составления выводов об условиях и истории планеты.