Астрономи зробили відкриття, яке змушує по-новому подивитися на те, що взагалі здатні «витримати» невеликі кам’янисті планети. Дані з космічного телескопа James Webb свідчать: надзвичайно розпечена екзопланета TOI-561 b може мати щільну атмосферу — навіть попри те, що вона буквально обертається впритул до своєї зорі.
Планета, яка не мала б вижити… але вижила
TOI-561 b належить до рідкісного класу так званих ультракороткоперіодичних екзопланет. Вона робить повний оберт навколо зорі менш ніж за 11 годин і знаходиться на відстані менше мільйона миль від неї. Для порівняння: це приблизно у 40 разів ближче, ніж Меркурій до Сонця.
Планета лише у півтора раза більша за Землю, але через близькість до зорі її денний бік нагрівається до температур, за яких тверді породи плавляться. Вчені вважають, що TOI-561 b приливно захоплена — одна півкуля постійно «дивиться» на зорю, а інша занурена у вічну ніч.
За класичними уявленнями, такі планети давно мали б втратити будь-яку атмосферу під дією потужного випромінювання. Та спостереження Webb показали інше.
Атмосфера над океаном магми
Аналіз інфрачервоного випромінювання показав, що денна сторона TOI-561 b значно «холодніша», ніж мала б бути, якби планета була просто оголеним кам’яним тілом. Замість очікуваних приблизно 2700 °C телескоп зафіксував температуру близько 1800 °C.
Цю різницю найкраще пояснює наявність щільної атмосфери, яка:
- переносить тепло з денної сторони на нічну потужними вітрами;
- частково поглинає інфрачервоне випромінювання поверхні;
- можливо, містить хмари з силікатів, які відбивають світло зорі.
Під цією атмосферою, ймовірно, хлюпається глобальний океан розплавленої породи — справжня «лава-планета».
Чому вона така легка?
Ще одна загадка TOI-561 b — її несподівано низька густина. Вона менша, ніж у планети з землеподібним складом. Спершу дослідники припускали, що річ у незвичній внутрішній будові, наприклад у меншому залізному ядрі.
Однак усе більше даних вказує на те, що значну роль відіграє саме атмосфера, яка візуально «збільшує» планету і змінює її спостережувані характеристики.
Ситуацію ускладнює й те, що зоря TOI-561 дуже стара — приблизно вдвічі старша за Сонце — і бідна на залізо. Планета формувалася в зовсім іншому хімічному середовищі, ніж Земля, коли Всесвіт був значно молодшим.
Крихкий баланс газу і лави
Найбільша загадка полягає в іншому: як така маленька і розпечена планета взагалі може утримувати атмосферу?
Вчені припускають, що тут діє своєрідна рівновага. Гази постійно виділяються з океану магми в атмосферу, але водночас частина з них знову «всмоктується» назад у розплавлені надра. Такий кругообіг дозволяє атмосфері існувати, навіть під жорстким зоряним випромінюванням.
Один із дослідників влучно описав TOI-561 b як «дуже вологу кулю з лави» — планету, набагато багатшу на леткі речовини, ніж Земля.
Чому це важливо
Це відкриття ставить під сумнів давню ідею, що малі кам’янисті планети поблизу зір завжди є безатмосферними. Якщо TOI-561 b справді має щільну газову оболонку, подібні світи можуть бути значно різноманітнішими, ніж ми уявляли.
Команда астрономів продовжує аналіз даних телескопа James Webb, щоб скласти повну температурну карту планети та з’ясувати, з чого саме складається її атмосфера. І цілком можливо, що TOI-561 b стане першим представником нового класу екзопланет, які змінять наше розуміння еволюції кам’янистих світів.