По словам Элизы Кемптон, исследователя из Университета Мэриленда и ведущего автора статьи о GJ 1214 b, планета полностью покрыта дымкой или облачным слоем. Она отметила, что, если это небесное тело действительно настолько богато водой, то во время формирования оно могло быть "водным миром" с большим количеством водянистого и ледяного материала.

Чтобы преодолеть такой толстый барьер, исследовательская группа рискнула прибегнуть к новому подходу: в дополнение к стандартным наблюдениям — улавливанию света родительской звезды, прошедшего через атмосферу планеты — они отследили GJ 1214 b почти на всей ее орбите.

Результаты продемонстрировали возможности прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI) Уэбба, который видит длины волн света за пределами той части электромагнитного спектра, которую может уловить человеческий глаз. Используя MIRI, исследовательская группа смогла создать своего рода "тепловую карту" планеты, вращающейся вокруг звезды. В результате ученым удалось рассмотреть как дневную, так и ночную стороны GJ 1214 b, что позволило раскрыть детали состава атмосферы.

"Возможность наблюдать полную орбиту была очень важна для понимания того, как планета распределяет тепло с дневной стороны на ночную, — говорит Кемптон. — Существует большой контраст. Ночная сторона холоднее дневной." Согласно наблюдениям, во время цикла температура изменилась с 279 до 165 градусов по Цельсию.

Такой перепад возможен только в атмосфере, состоящей из более тяжелых молекул, таких как вода или метан, которые выглядят похоже при наблюдении с помощью MIRI. Это означает, что дымка над поверхностью GJ 1214 b не состоит из более легких молекул водорода, объясняет Кемптон, отмечая, что это потенциально важный ключ к разгадке истории и формирования небесного тела.

"Это не первобытная атмосфера, — говорит она. — Она не отражает состав звезды-хозяина, вокруг которой сформировалась планета. Вместо этого она либо потеряла много водорода, если изначально имела богатую им атмосферу, либо сразу состояла из более тяжелых элементов — ледяного, богатого водой материала".

Холоднее, чем ожидалось

Хотя изученная планета горячая по привычным нам меркам, она намного холоднее, чем ожидалось, отмечает Кемптон. Это связано с тем, что ее необычно блестящая атмосфера, которая стала неожиданностью для исследователей, отражает большую часть света звезды, а не поглощает его.

Новые наблюдения могут открыть двери для более глубокого понимания этого типа небесных тел. Мини-Нептуны — или субнептуны, как их называют в статье, — самый распространенный тип планет в галактике, но до сих пор остаются загадкой для нас. Прежде всего потому, что они не встречаются в нашей Солнечной системе. Пока что измерения показывают, что они в целом похожи, скажем, на уменьшенную версию нашего собственного Нептуна, но помимо этого нам мало что известно.

"Последние почти десять лет единственное, что мы действительно знали об этой планете, это то, что ее атмосфера была облачной или туманной, — рассказывает исследователь экзопланет Роб Зеллем из Лаборатории реактивного движения НАСА. — Эта статья имеет действительно интересные последствия для дополнительных подробных интерпретаций климата — чтобы посмотреть на подробную физику, происходящую внутри атмосферы этой планеты".

Новое исследование предполагает, что планета могла сформироваться дальше от своей звезды — красного карлика, а затем постепенно двигаться по спирали внутрь к нынешней близкой орбите. Год на GJ 1214 b, то есть один оборот вокруг звезды — занимает всего 1,6 земных дня.

"Если вы находите очень богатую водой планету, то самое простое объяснение состоит в том, что она сформировалась дальше от своей звезды", — поясняет Кемптон.

Потребуются дальнейшие наблюдения, чтобы уточнить подробности о GJ 1214 b, а также об истории формирования других планет класса мини-Нептун. Хотя водянистая атмосфера кажется вероятной для этой планеты, возможно в ней содержится значительная доля метана.

Статья с наблюдениями опубликована в журнале Nature.