TOI-5205 b по размерам сопоставима с Юпитером, но вращается вокруг гораздо меньшей и более холодной звезды — красного карлика, масса которого составляет лишь около 40% солнечной. Такая система сама по себе выглядит странно: существующие модели с трудом объясняют, как возле настолько маленькой звезды, да еще и на близкой к ней орбите могла образоваться столь массивная планета. Именно поэтому такие миры ученые прозвали «запретными».
Когда TOI-5205 b проходит перед своей звездой, она закрывает около 6% ее света — это очень много по меркам экзопланетных наблюдений. Во время таких транзитов ученые с помощью спектроскопии анализируют, как меняется свет звезды, проходя через атмосферу планеты. Такой анализ позволяет определить химический состав атмосферы и получить подсказки о происхождении планеты.
Международная группа астрономов под руководством Калеба Каньяса из Центра космических полетов имени Годдарда NASA проанализировала три транзита TOI-5205 b, которые наблюдались телескопом JWST. В атмосфере планеты удалось обнаружить метан и сероводород. Но главным сюрпризом стала так называемая металличность — доля элементов тяжелее водорода и гелия. Оказалось, что атмосфера этой планеты гораздо беднее тяжелыми элементами по сравнению не только с Юпитером, но и с ее собственной звездой. Для гигантских планет это крайне необычное явление.
Чтобы понять, как такое возможно, специалисты Цюрихского университета Саймон Мюллер и Равит Хеллед смоделировали внутреннее строение TOI-5205 b. Их расчеты показывают, что планета в целом примерно в 100 раз богаче металлами, чем можно предположить по анализу ее атмосферы.
«Мы обнаружили гораздо более низкую металличность, чем предсказывали наши модели для общего состава планеты, который рассчитывается на основе измерений массы и радиуса, — объяснил соавтор работы, научный сотрудник Института Карнеги Шубхам Канодиа. — Это говорит о том, что тяжелые элементы мигрировали внутрь во время формирования планеты, и теперь ее внутренняя часть и атмосфера не смешиваются. Эти результаты указывают на очень богатую углеродом и бедную кислородом планетарную атмосферу».
TOI-5205 b — одна из редких планет-гигантов, которые сейчас активно изучаются в специальной программе JWST. Такие миры могут оказаться ключом к тому, чтобы понять, насколько разнообразно на самом деле формируются планетные системы во Вселенной.
Ранее астрономы нашли третью галактику, в которой полностью отсутствует темная материя.