Массивная планета-изгой, более чем в 13 раз превышающая размеры Юпитера, свободно плавает в глубоком космосе, и ученые до сих пор не могут до конца понять, что это такое. Впервые обнаруженная в 2006 году, SIMP 0136 уже почти два десятилетия не поддается классификации. Что это — несостоявшаяся звезда, планета без дома или нечто совершенно новое?

Теперь, благодаря космическому телескопу НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), астрономы собрали революционные данные, которые могут окончательно разгадать эту тайну, а последние результаты могут изменить все наши представления о формировании планет.

Загадочный планетоподобный объект без звезды

SIMP 0136 находится на расстоянии 20 световых лет от нас в созвездии Рыб, где дрейфует в одиночестве, не связанный ни с какой звездой. Его яркость и атмосферные изменения сделали его одним из самых загадочных объектов, когда-либо наблюдавшихся.

Сначала астрономы полагали, что это коричневый карлик — тип небесного тела, которое формируется как звезда, но так и не набирает достаточной массы для ядерного синтеза. Однако непредсказуемые колебания яркости и быстрое вращение свидетельствуют о том, что в его атмосфере происходит нечто более сложное.

Исследовательница из Бостонского университета Эллисон Маккарти подчеркнула необычную природу SIMP 0136, заявив:

«Мы уже знали, что его яркость меняется, и были уверены, что там есть облачные слои, которые вращаются и исчезают из поля зрения и эволюционируют со временем. Мы также думали, что на яркость могут влиять температурные колебания, химические реакции и, возможно, некоторые эффекты авроральной активности, но мы не были уверены».

Теперь, благодаря мощным инфракрасным приборам JWST, ученые смогли наблюдать эти атмосферные изменения в беспрецедентных деталях.

Экстремальная погода и необъяснимые световые сигналы

Проанализировав два полных оборота SIMP 0136 с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) и прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI) JWST, исследователи обнаружили:

Необычные световые кривые, возникающие одновременно на разных длинах волн.
Облака, состоящие из металлического железа и силикатных минералов
Быстрые температурные сдвиги, возможно, связанные с аврорами или поднимающимися газовыми шлейфами.
Свидетельства неожиданного химического состава углерода в атмосфере.

Ведущий исследователь Йоханна Вос из Тринити-колледжа в Дублине назвала полученные результаты новаторскими:

«До сих пор у нас был лишь небольшой кусочек спектра в ближнем инфракрасном диапазоне, полученный с помощью «Хаббла», и несколько измерений яркости, полученных с помощью «Спитцера». Увидеть, как полный спектр этого объекта меняется в течение нескольких минут, просто невероятно».

В отличие от типичных газовых гигантов, яркость SIMP 0136 колеблется таким образом, что не полностью соответствует только атмосферным облакам. Некоторые длины волн становятся ярче, в то время как другие остаются стабильными или тускнеют, что говорит о том, что на световые сигналы влияют многочисленные факторы.

Сложная атмосфера, не похожая ни на какую другую

Моделирование атмосферы показало, что облака SIMP 0136 состоят из железа и силикатных минералов: нижние слои содержат капли железа, а в верхних преобладают силикаты. Однако дополнительная световая сигнатура на предельных высотах указывает на горячие точки или авроры, не похожие ни на что ранее виденное.

Филипп Мюрхед из Бостонского университета сравнил этот уровень анализа атмосферы с наблюдением за Землей из космоса:

«Синий цвет будет увеличиваться по мере того, как океаны будут поворачиваться в поле зрения. Изменения в коричневом и зеленом цветах расскажут вам о почве и растительности».

Но в случае SIMP 0136 изменение яркости указывает на гораздо более сложный химический состав.

Почему это открытие меняет все.

SIMP 0136 — не просто аномалия, она заставляет астрономов переосмыслить классификацию планет и коричневых карликов. Его хаотичная атмосфера, клубящиеся металлические облака и неизвестный химический состав говорят о том, что объекты планетной массы-изгои встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее.

Результаты исследования также имеют значение для изучения экзопланет, вращающихся вокруг далеких звезд. Как пояснил Вос:

«Если мы смотрим на экзопланету и можем получить только одно измерение, мы должны учитывать, что оно может не отражать всей планеты».

Поскольку JWST продолжает расширять границы возможного, SIMP 0136 может быть только началом, и сейчас ученые ищут больше планет-изгоев, которые могут переписать наше понимание планетарной эволюции.

Открытие SIMP 0136 ставит под сомнение существующие границы между планетами и коричневыми карликами, заставляя ученых пересмотреть классификацию небесных тел. Уникальные атмосферные условия объекта, включающие облака из железа и силикатов, а также авроральную активность, свидетельствуют о более распространенном явлении планет-изгоев, чем предполагалось ранее.

Данные JWST позволили зафиксировать изменения в атмосфере SIMP 0136 в беспрецедентных деталях, раскрыв колебания яркости, не связанные исключительно с облаками. Предполагается, что на световые сигналы влияют различные факторы, включая химические реакции и температурные сдвиги.

Сравнение с наблюдениями Земли из космоса помогает понять сложность атмосферы SIMP 0136, где изменения цвета указывают на разные химические составы. Это открытие подчеркивает важность учета динамических изменений при изучении экзопланет.

Исследование SIMP 0136 имеет важное значение для понимания эволюции планет и их атмосферных процессов. Ученые активно ищут другие планеты-изгои, чтобы расширить знания о формировании и разнообразии планетных систем.