Астрономы обнаружили атмосферу вокруг лавовой планеты, что является неожиданной находкой, бросающей вызов современным представлениям о том, как ведут себя эти ультрагорячие миры. В отличие от большинства каменистых экзопланет, вращающихся чрезвычайно близко к своим звёздам, TOI 561b – мир, сопоставимый по массе с Землёй, но вдвое больше её по размеру – кажется, сохраняет значительную газовую оболочку. Это открытие, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, является самым убедительным доказательством на сегодняшний день того, что такие планеты могут удерживать атмосферы, несмотря на интенсивное звёздное излучение и слабую гравитацию.
Неожиданное сохранение газа
Большинство небольших планет вблизи своих звёзд изо всех сил стараются удержать атмосферу. Их слабая гравитация позволяет быстродвижущимся газовым молекулам улетучиваться в космос, в то время как мощное излучение от близлежащих звёзд срывает любую потенциальную атмосферу. TOI 561b, обнаруженная космическим аппаратом TESS в 2020 году, совершает оборот менее чем за 10 часов, что делает её невероятно горячей и, казалось бы, непригодной для удержания атмосферы.
«Мы ожидали, что атмосферы там уже не должно быть, – объясняет Николь Уоллак из Карнеги Земли и Планетной лаборатории. – Но нам нужна атмосфера, чтобы объяснить то, что мы видим».
Необычно низкая для своего размера плотность планеты – примерно в четыре раза выше плотности воды – была одним из ранних показателей того, что происходит что-то необычное. Атмосфера может увеличивать кажущийся размер планеты, создавая это аномальное значение плотности.
JWST раскрывает умеренные температуры
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, исследователи проанализировали распределение температуры на TOI 561b. Без атмосферы они ожидали экстремальной разницы температур между дневной и ночной сторонами. Сторона, постоянно обращённая к звезде, должна быть раскалённой, в то время как тёмная сторона была бы ледяной. Вместо этого данные JWST показали удивительно умеренные температуры на обеих сторонах.
Температура на дневной стороне составила приблизительно 1800°C, что значительно ниже ожидаемых 2700°C. Это говорит о наличии атмосферы с сильными ветрами, распределяющими тепло по всей планете.
Океаны магмы и сохранение атмосферы
Расплавленная поверхность планеты может играть роль в восполнении атмосферы. Пылающие потоки могут выделять газы быстрее, чем звезда может их унести, позволяя атмосфере сохраняться с течением времени. Это открытие поднимает вопросы о том, насколько распространены атмосферы на подобных лавовых мирах.
«Мы только начинаем больше узнавать об этом, – отмечает Уоллак. – Мы увидим, по мере появления новых наблюдений, насколько аномально наличие атмосферы на этих типах каменистых планет».
Хотя TOI 561b слишком горяча для поддержания жизни, это открытие даёт ценную информацию об эволюции планет. Изучение экстремальных экзопланет, таких как эта, может помочь исследователям уточнить модели потери и удержания атмосферы, которые необходимы для понимания обитаемости других миров.
Неожиданное открытие атмосферы на лавовой планете демонстрирует, что наши текущие представления об экзопланетных атмосферах неполны. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли это явление редким или широко распространённым среди подобных миров.
