JWST изучил атмосферу гиганта TOI-3235 b у красного карлика: данные ставят под сомнение теории
Международная группа астрономов представила результаты спектроскопического исследования атмосферы экзопланеты TOI-3235 b с помощью инструмента NIRSpec PRISM космического телескопа JWST. Объект представляет собой газовый гигант массой 0,665 массы Юпитера с равновесной температурой около 604 К, обращающийся вокруг красного карлика массой 0,39 массы Солнца.
Планеты-гиганты у маломассивных звёзд — редкость: классические модели формирования предсказывают, что такие системы возникают с трудом. Изучение их атмосфер может дать ключ к пониманию происхождения этих объектов, однако интерпретация данных осложняется тем, что свет звезды смешивается со спектром планеты, создавая так называемое звёздное загрязнение.
В работе применена иерархическая схема анализа, объединяющая модель атмосферы, параметрическую модель звёздного загрязнения и гауссов процесс для описания остаточных структур, не объяснённых детерминированными компонентами. Исследователи проверили, как выбор модели влияет на выводы о химическом составе.
Оказалось, что при детерминированном учёте загрязнения модель даёт для атмосферы планеты субсолнечную металличность с заметным содержанием метана, что противоречит стандартным представлениям как об аккреции ядра, так и о гравитационной неустойчивости. Кроме того, возможны повышенные содержания CO и CO2, требующие химического неравновесия.
Однако остаточные корреляции в спектре указывают на неполноту детерминированной модели. Когда исследователи добавили гауссов процесс, апостериорные распределения параметров значительно расширились, и надёжные ограничения на состав атмосферы получить не удалось. Это подчёркивает трудности в изучении атмосфер гигантов у М-карликов.
Авторы предлагают способ разрешить неоднозначность: наблюдение вторичного затмения, когда планета проходит за звездой. Если в спектре затмения будут видны эмиссионные линии, это позволит определить металличность и проверить сценарии формирования. Если же спектр окажется плоским, это подтвердит доминирование звёздного загрязнения в транзитном спектре и даст эмпирический спектр загрязнения для М-карликов.
Результаты демонстрируют, насколько осторожно нужно интерпретировать данные транзитной спектроскопии у тусклых звёзд, и указывают на необходимость дополнительных наблюдений для понимания природы таких планет.
