JWST впервые увидел молекулярные следы в атмосфере TOI-270 d

Авторы взяли уже собранные данные телескопа JWST в среднем инфракрасном диапазоне и заново разобрали, как менялась яркость звезды во время прохождения планеты перед ней. Ключевой трюк был в том, что они учли поведение самого детектора: у него есть короткий период «успокоения» после начала измерений, и его связали с уровнем сигнала. Это позволило точнее отделить настоящий спектр атмосферы планеты от технических искажений.

Зачем вообще это делали? Потому что у тёплых субнептунов — небольших экзопланет между Землёй и Нептуном — в ближнем инфракрасном диапазоне видны не все важные молекулы. Средний инфракрасный диапазон, который изучает прибор MIRI, даёт шанс поймать те вещества, которые там почти не заметны. Именно поэтому такие наблюдения особенно ценны: они открывают доступ к химии атмосферы, которую раньше было трудно увидеть.

После обработки авторы сравнили данные с наборами физических моделей — то есть вариантов атмосферы с разными молекулами и без них. Выяснилось, что спектр лучше объясняется дополнительным поглощением, причём оно выходит за рамки уже известных метана и углекислого газа. Чтобы не застрять на заранее заданных вариантах, исследователи ещё и провели широкий автоматический поиск по 203 химическим видам. Он дал несколько кандидатов, в основном более сложные молекулы, но пока это именно кандидаты, а не окончательный список.

Важно и то, что авторы сравнили картину с данными по той же планете в ближнем инфракрасном диапазоне и с похожими наблюдениями другой экзопланеты. Это помогло им показать: странный сигнал в TOI-270 d вряд ли объясняется просто шумом или случайной ошибкой. Но на этом история не заканчивается — чтобы точно назвать виновников поглощения, нужны новые наблюдения.