Lodowe chmury na pozasłonecznym "jowiszu". Luki w modelach

• JWST sfotografował bezpośrednio Epsilon Indi Ab i ujawnił ślady lodowych chmur.
• Ilość amoniaku w atmosferze planety jest niższa, niż przewidywały modele.
• Naukowcy zapowiadają, że przyszły teleskop Nancy Grace Roman pogłębi te badania.

Astronomowie, korzystając z Teleskopu Jamesa Webba, uzyskali nowe dane o egzoplanecie Epsilon Indi Ab w gwiazdozbiorze Indianina. Jak podaje PAP, zespół sięgnął po instrument pracujący w średniej podczerwieni i po raz pierwszy wykonał bezpośrednie obrazy tego globu. To ważny krok: od lat 90. badacze skupiali się głównie na wykrywaniu samych planet, a od 2022 r. JWST otworzył drogę do precyzyjnego opisu ich atmosfer.

Kluczowy wniosek z obserwacji brzmi: w górnych warstwach atmosfery Epsilon Indi Ab widać wpływ grubych, nieciągłych chmur z wodnego lodu. To one tłumią oczekiwane sygnały amoniaku, którego wykryto znacznie mniej, niż sugerowały modele. Naukowcy wskazują, że podobne, wysokie chmury na Ziemi przypominają struktury pierzaste i silnie kształtują widma emitowanego światła.

Epsilon Indi Ab jest aż 7,6 razy masywniejsza od Jowisza, ale ma zbliżoną średnicę. Krąży czterokrotnie dalej od swojej gwiazdy niż Jowisz od Słońca, a sama gwiazda jest mniejsza i chłodniejsza. Dzięki temu temperatura na planecie mieści się w zakresie od -70 do +20 st. C. Egzoplaneta jest chłodniejsza niż Jowisz, gdzie temperatura sięga -130 st. C. Naukowcy przewidują jednak, że w ciągu kolejnych miliardów lat Epsilon Indi Ab będzie stopniowo stygła i stanie się chłodniejsza od Jowisza.

Większość używanych dziś modeli atmosfer egzoplanet pomija chmury, bo znacząco komplikują one obliczenia. Wyniki z JWST pokazują jednak, że bez ich uwzględnienia przewidywania – np. co do ilości amoniaku – mogą być błędne. Badacze podkreślają, że to nie problem narzędzi, lecz dowód postępu: dokładniejsze dane ujawniają nowe warstwy złożoności, które trzeba włączyć do symulacji, aby trafnie opisywać zimne, odległe światy.

JWST wreszcie pozwala nam szczegółowo badać planety będące odpowiednikami planet z Układu Słonecznego. Gdybyśmy byli obcymi znajdującymi się kilka lat świetlnych od nas i patrzyli w stronę Słońca, JWST byłby pierwszym teleskopem, który pozwoliłby nam szczegółowo zbadać Jowisza. Do szczegółowego badania Ziemi potrzebowalibyśmy jednak znacznie bardziej zaawansowanych teleskopów - powiedziała Elisabeth Matthews z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka, cytowana przez PAP.

Współautor badania James Mang z University of Texas w Austin zwraca uwagę, że możliwość wykrywania chmur to jakościowa zmiana w charakterystyce egzoplanet. - To świetny problem, bo pokazuje ogromny postęp, jaki dokonuje się dzięki JWST. To, co kiedyś wydawało się niemożliwe do wykrycia, jest teraz w naszym zasięgu i pozwala nam badać strukturę tych atmosfer, w tym obecność chmur. Ujawnia to nowe warstwy złożoności, które nasze modele dopiero zaczynają obejmować, i otwiera drogę do jeszcze bardziej szczegółowej charakterystyki tych zimnych, odległych światów - powiedział naukowiec.

Autorzy odkrycia wskazują, że do obserwacji atmosfer dalekich planet posłuży Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, którego wyniesienie w przestrzeń kosmiczną planowane jest na lata 2026–2027. Rozwijane dziś techniki analizy widm i obrazów mają w przyszłości pomóc w badaniu atmosfer globów podobnych do Ziemi i w poszukiwaniach oznak życia. Informacje o wynikach opublikowano na łamach "The Astrophysical Journal Letters".