JWST нашел углеводороды в атмосфере планеты у белого карлика

Космический телескоп James Webb (JWST) совершил прорыв в изучении планетных систем после смерти звезды. Впервые ученые напрямую проанализировали атмосферу планеты, обращающейся вокруг белого карлика — остатка звезды, подобной нашему Солнцу. Объектом исследования стала планета WD 1856 b, расположенная на расстоянии около 80 световых лет от Земли.

С помощью спектрографа NIRSpec PRISM в диапазоне 0,5–5,0 мкм астрономы получили спектр пропускания планеты во время ее транзита по диску звезды. Анализ данных, представленный в статье на arXiv (2607.01316), выявил четкие признаки углеводородов — в первую очередь метана с содержанием около 7%, а также наличие аэрозолей в атмосфере. Отношение правдоподобия для детекции углеводородов составляет от 167:1 до 5377:1, а для аэрозолей — от 2?10^5:1 до 2?10^6:1.

Помимо этого, ученые зафиксировали тепловое излучение ночной стороны планеты, что позволило оценить ее эффективную температуру в 390–412 К. Это значительно выше ожидаемой равновесной температуры в 160 К. По мнению авторов, такой нагрев объясняется миграционным разогревом, который планета испытала 3,0–5,5 миллиарда лет назад в процессе перехода на современную круговую орбиту на расстоянии 0,02 а.е. от белого карлика.

Масса WD 1856 b по разным оценкам составляет от 4,3 до 10,9 масс Юпитера, что относит ее к классу газовых гигантов. Атмосфера планеты оказалась сильно обогащена углеродом: содержание метана (~7%) заметно выше, чем на Юпитере или Сатурне. Это указывает на необычный химический состав исходного протопланетного диска или последующие процессы в атмосфере.

Открытие имеет фундаментальное значение для понимания эволюции планетных систем. Большинство звезд, включая Солнце, со временем превращаются в красные гиганты, а затем в белые карлики. До сих пор атмосферы планет, переживших эту фазу, практически не изучались. WD 1856 b — первый подтвержденный случай, когда планета сохранила атмосферу после смерти звезды, и ее состав можно исследовать.

Исследование показывает, что гигантские планеты способны не только выжить на стадии пост-главной последовательности, но и претерпеть миграцию и нагрев, что оставляет след в их атмосфере. Это приближает ученых к ответу на вопрос, что ждет планеты Солнечной системы через миллиарды лет, когда Солнце станет белым карликом.