Астрономи виявили атмосферу навколо лавової планети, дивовижна знахідка, яка кидає виклик поточним уявленням про те, як поводяться ці надгарячі світи. На відміну від більшості скелястих екзопланет, які обертаються дуже близько до своїх зірок, TOI 561b — світ, який можна порівняти за масою з Землею, але вдвічі більше — зберігає значну газову оболонку. Відкриття, опубліковане в Astrophysical Journal Letters, є найвагомішим на сьогодні доказом того, що такі планети можуть утримувати атмосферу, незважаючи на інтенсивне зоряне випромінювання та слабку гравітацію.
Неочікувана затримка газу
Більшість малих планет поблизу своїх зірок намагаються утримати атмосферу. Їх слабка гравітація дозволяє молекулам газу, що швидко рухаються, виходити в космос, тоді як потужне випромінювання від сусідніх зірок позбавляє будь-якої потенційної атмосфери. TOI 561b, відкритий космічним кораблем TESS у 2020 році, обертається менше ніж за 10 годин, що робить його неймовірно гарячим і, здавалося б, непридатним для утримання атмосфери.
«Ми очікували, що там більше не повинно бути атмосфери», — пояснює Ніколь Уоллах з Лабораторії Землі та Планет Карнегі. «Але нам потрібна атмосфера, щоб пояснити те, що ми бачимо».
Незвичайно низька щільність планети для її розміру — приблизно в чотири рази більша за воду — була раннім показником того, що відбувається щось незвичайне. Атмосфера може збільшити видимий розмір планети, створюючи це аномальне значення щільності.
JWST показує помірні температури
За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба дослідники проаналізували розподіл температури на TOI 561b. Без атмосфери вони очікували екстремальних температурних перепадів між денною та нічною сторонами. Сторона, яка постійно звернена до зірки, була б гарячою, тоді як темна сторона була б крижаною. Натомість дані JWST показали напрочуд м’які температури з обох сторін.
Денна температура була приблизно 1800°C, що значно нижче очікуваних 2700°C. Це свідчить про наявність атмосфери з сильними вітрами, які поширюють тепло по всій планеті.
Магма океанів і збереження атмосфери
Розплавлена поверхня планети може відігравати певну роль у поповненні атмосфери. Палаючі потоки можуть виділяти гази швидше, ніж зірка може їх віднести, дозволяючи атмосфері зберігатися з часом. Це відкриття викликає питання про те, наскільки загальні атмосфери в подібних лавових світах.
«Ми тільки починаємо дізнаватися більше про це», — каже Уоллах. «Ми побачимо, коли з’являться нові спостереження, наскільки аномальною є присутність атмосфери на цих типах кам’янистих планет».
Хоча TOI 561b занадто гаряча, щоб підтримувати життя, це відкриття дає цінну інформацію про еволюцію планет. Вивчення екстремальних екзопланет, таких як ця, може допомогти дослідникам удосконалити моделі втрати та утримання атмосфери, які є важливими для розуміння придатності для життя інших світів.
Несподіване відкриття атмосфери на лавовій планеті демонструє, що наше поточне розуміння атмосфери екзопланет є неповним. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити, чи є це явище рідкісним чи широко поширеним серед подібних світів.
