Журналисты Universe Today рассказали о работе, в которой ученые использовали наблюдения телескопа James Webb Space Telescope для изучения атмосферы четырех массивных миров вокруг HR 8799.

^{Изображение многопланетной системы HR 8799 - Universe Today}

Система HR 8799 расположена в 133 световых годах от нас – в созвездии Пегаса. Вокруг молодой звезды движутся четыре гиганта: их масса составляет от пяти до десяти масс Юпитера, а орбиты лежат на значительном удалении – ближайшая планета находится примерно в пятнадцать раз дальше от своей звезды, чем Земля от Солнца.

Именно размеры этих объектов и вызывали споры. Астрономы привыкли считать границей отметку в 13 масс Юпитера: при большей массе возможно горение дейтерия, характерное для коричневых карликов. Однако сама по себе масса не объясняет, как возник объект. Некоторые тела оказываются легче этого порога, но по свойствам напоминают «несостоявшиеся звезды», другие, наоборот, тяжелее, хотя формировались как обычные планеты.

Решающим аргументом стала химия атмосфер. Команда выделила крайне слабые спектральные сигналы планет и нашла в них сероводород. При этом, как уточняет Universe Today, «просто невозможно, чтобы эти планеты накопили свою серу в газообразной форме. Она должна была поступить из твердого вещества в пылевом и каменистом диске вокруг молодой звезды». Далее экстремальная жара в их ядрах и атмосферах испарила эти твердые вещества, превратив их в сероводород, который астрономы наблюдают сегодня.

Такой сценарий соответствует планетной аккреции. Коричневые карлики возникают иначе – они формируются при прямом гравитационном коллапсе газа, как звезды, только без полноценного запуска термоядерного синтеза.

Отдельно астрономы обратили внимание на соотношение серы и водорода. Оно указывает на обогащение атмосфер тяжелыми элементами – углеродом, кислородом, азотом и серой – по сравнению с составом самой звезды. Похожую картину астрономы видят у Юпитера и Сатурна: в их атмосферах тяжелых элементов больше, чем ожидалось бы, если бы планеты просто образовались из того же газового облака, что и Солнце. Иначе говоря, гиганты накопили значительное количество твердого материала на этапе формирования. Теперь аналогичное обогащение тяжелыми элементами зафиксировали у четырех гигантов, обращающихся вокруг HR 8799, что подтверждает их формирование по планетному сценарию, а не как коричневых карликов.