Астрономи знайшли холодний світ із лавовою поверхнею, який може нагадувати ранню Землю

Планета, яка буквально кидає виклик здоровому глузду: вона розташована настільки близько до своєї зорі, що її поверхня, ймовірно, перетворена на океан розплавленої породи. Але водночас цей світ виявився несподівано холодним — і, схоже, навіть зберіг атмосферу.

Йдеться про HD 3167 b — кам’янисту суперземлю, яка розташована приблизно за 154 світлові роки від нас. Вона обертається навколо своєї зорі настільки швидко, що повний рік на планеті триває лише близько однієї земної доби.

HD 3167 b належить до так званих лавових світів — кам’янистих екзопланет, де температура достатньо висока для плавлення поверхні. Але цього разу астрономів здивувало не саме існування лави.

Планета мала б бути значно гарячішою

Чим ближче кам’яниста планета знаходиться до своєї зорі, тим сильніше вона отримує її випромінювання та потік заряджених частинок. Здавалося б, у таких умовах атмосфері дуже важко вижити. HD 3167 b до того ж приливно заблокована. Це означає, що одна її сторона постійно повернута до зорі, тоді як інша перебуває у вічній темряві.

Без атмосфери денна сторона такої планети мала б нагріватися майже до максимально можливих для неї температур. Але спостереження показали іншу картину.

Телескоп Webb побачив те, чого не очікували

Дослідники використали космічний телескоп James Webb та його інструмент MIRI, який працює в середньому інфрачервоному діапазоні.

Астрономи спостерігали за планетою під час так званого вторинного затемнення — моменту, коли HD 3167 b проходить за своєю зорею. За змінами інфрачервоного випромінювання вчені змогли оцінити температуру планети та отримати підказки щодо наявності атмосфери.

І тут з’явився головний сюрприз: планета виявилася помітно холоднішою, ніж мала б бути без атмосфери. На думку дослідників, атмосфера може відбивати частину випромінювання зорі та переносити тепло з розігрітої денної сторони на нічну. Ця робота опубліковаа в The Astrophysical Journal Letters.

Тобто атмосфера фактично працює як своєрідний тепловий перерозподільник, не дозволяючи денній стороні нагріватися до очікуваного максимуму.

Найменший лавовий світ із відомою атмосферою

Є ще одна причина, чому HD 3167 b привернула увагу вчених. Це найменший із відомих лавових світів, на якому вдалося отримати ознаки наявності атмосфери.

І це ставить перед астрономами нову загадку. Раніше вчені вже знаходили атмосфери на інших надзвичайно гарячих лавових планетах. Тепер виникає питання: наскільки поширені атмосфери серед таких екстремальних кам’янистих світів і за яких температур вони можуть виживати?

Саме це дослідники намагаються з’ясувати в рамках ширшої програми, яка охоплює одразу 10 лавових планет.

І тут з’являється рання Земля

HD 3167 b абсолютно непридатна для життя у звичному розумінні. Але саме тому вона може бути цікавою для науки. Дослідники припускають, що дуже молода Земля могла виглядати значно більше схожою на лавовий світ, ніж на сучасну блакитну планету.

На початку історії Сонячної системи численні зіткнення планетезималей виділяли величезну кількість енергії. Через це поверхні молодих кам’янистих планет могли нагріватися настільки сильно, що перетворювалися на глобальні океани магми.

Тож вивчення HD 3167 b дає вченим можливість зазирнути в умови, які існували на Землі понад чотири мільярди років тому, коли наша планета лише формувалася.

Парадокс цієї планети полягає в тому, що вона одночасно здається пекельним світом і несподівано складною системою. Її поверхня може бути розплавленою, одна сторона постійно дивиться на зорю, а атмосфера при цьому здатна переживати екстремальне опромінення та переносити тепло.

І чим більше таких планет знаходять за допомогою James Webb, тим очевидніше: історія Землі могла починатися набагато гарячіше й дивніше, ніж ми звикли уявляти.