Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) помог астрономам впервые с высокой достоверностью обнаружить сероуглерод (CS2) в атмосфере молодой экзопланеты V1298 Tau e. Открытие стало одним из наиболее убедительных свидетельств существования сложных фотохимических процессов в атмосферах молодых миров за пределами Солнечной системы.

Объект V1298 Tau e находится в системе молодой звезды возрастом около 20 миллионов лет — по космическим меркам это практически новорождённая система. Сама планета имеет массу примерно в 15 раз больше земной, но по размеру близка к Юпитеру из-за сильно раздутой атмосферы, характерной для молодых газовых миров.

Для исследования атмосферы учёные использовали спектрограф NIRSpec на борту телескопа JWST. Во время прохождения планеты перед своей звездой прибор анализировал, какие длины волн света поглощаются атмосферными газами. Именно так удалось выявить характерные спектральные признаки сероуглерода в диапазоне от 4,3 до 4,7 микрометра.

Иллюстрация: Nano Banana

Статистическая значимость обнаружения превысила 8 сигм, что соответствует чрезвычайно высокой степени уверенности в результате. Дополнительное моделирование показало, что наблюдаемое количество CS2 хорошо согласуется с физическими условиями в атмосфере, состоящей преимущественно из водорода и гелия и подвергающейся интенсивному ультрафиолетовому излучению молодой звезды.

Особенно интересным оказалось сравнение с другой планетой той же системы — V1298 Tau b. Ранее в её атмосфере был обнаружен диоксид серы (SO2), тогда как сероуглерод не наблюдался. Несмотря на общее происхождение и близость орбит, две планеты демонстрируют принципиально разные фотохимические режимы.

Авторы исследования считают, что различия могут быть связаны как с особенностями атмосферной эволюции, так и с различиями в условиях формирования планет. Результаты также показывают, что химические процессы в атмосферах молодых экзопланет могут быть значительно сложнее, чем предполагалось ранее.

Открытие даёт астрономам новый инструмент для изучения ранних стадий развития планетных систем и помогает лучше понять, каким образом формируются и изменяются атмосферы молодых миров под воздействием излучения своих звёзд.