Астрономи вперше отримали переконливі свідчення наявності атмосфери навколо кам’яної екзопланети за межами Сонячної системи. Як зазначає Interesting Engineering, це стало важливим етапом у розумінні умов на таких екзотичних планетах.
Команда під керівництвом Інституту Карнегі за допомогою телескопа Джеймса Вебба досліджувала TOI-561 b — древню, нагріту “суперземлю”, яка обертається навколо своєї зірки лише за 10,56 години. Виявлений атмосферний сигнал виявився несподіваним і суперечить науковим припущенням щодо таких малих та надгарячих світів.
“TOI-561 b удвічі важча за Землю, але радикально відрізняється від неї. Планета обертається дуже близько до своєї зірки — на відстані, що становить лише одну сорокову відстані між Меркурієм і Сонцем. Один рік на TOI-561 b триває трішки більше 10 годин, а одна з її півкуль завжди знаходиться на світлі”, — йдеться у статті.
Досі вважали, що настільки гарячі та малі планети швидко втрачають свої атмосфери після формування. “За всіма відомими моделями, така планета занадто маленька та гаряча, щоб утримувати атмосферу протягом тривалого часу”, — зазначила авторка дослідження Ніколь Воллак. Проте нові спостереження повністю руйнують цю усталену думку.
Незважаючи на те, що її зірка значно старша за Сонце, TOI-561 b, схоже, все ще має атмосферу, яка може пояснити її малу густину. Планета менш щільна, ніж очікувалося за землеподібного складу, хоча вона і не належить до “надпухирців”.
Головна авторка дослідження Йоганна Теске пояснює, що на планеті могло бути невелике залізне ядро та легкі породи мантії — це узгоджується з характеристиками її зорі.
“TOI-561 b вирізняється серед планет з коротким періодом обертання тим, що рухається навколо дуже старої і бідної на залізо зірки”, — говорить Теске. Це може свідчити про те, що планета формувалася в іншому хімічному середовищі, ніж наші світи, відкриваючи вікно у ранню історію формування планет.
Проте сама внутрішня структура не може повністю пояснити всі спостереження. Науковці припускають, що атмосферний шар збільшує видимий розмір планети та зменшує її густину.
Щоб перевірити цю гіпотезу, телескоп Вебба виміряв температуру на денному боці планети під час так званого вторинного затемнення.
Якщо б TOI-561 b була голою кам’яною кулею, її температура б сягає приблизно 4900°F (близько 2700°C). Але насправді температура виявилася значно нижчою — близько 3200°F (1750°C).
Цей суттєвий перепад температури свідчить про активний перерозподіл тепла. Вчені розглянули різні сценарії: океан магми, тонкий шар випаруваних порід, хмарність. Найбільш переконливі дані вказують на наявність щільної атмосфери.
“Сильні вітри можуть переносити тепло на нічну сторону, охолоджуючи денну”, — пояснює співавторка Анжалі П’єтте. Газові шари також поглинають світло, а легкі силікатні хмари відбивають частину випромінювання.
Наразі незрозуміло, як TOI-561 b утримує свою атмосферу. Прибачаючи таку близькість до зірки, частина газів неминуче втрачається. Однак дослідник Тім Ліхтенберг зазначає, що існує баланс: атмосфера частково “підживлюється” газами з океану магми, які водночас поглинаються назад у надра.
“Це фактично волога куля з лави”, — підсумував він.
Дослідження є першим науковим звітом у межах програми JWST “General Observers Program 3860”. Команда спостерігала за системою безперервно протягом 37 годин, і наразі триває аналіз, що має уточнити температурні карти та хімічний склад атмосфери.
На Урані виявили екстремальні рівні радіації – що відомо
Нагадаємо, науковці встановили, що інтенсивні радіаційні пояси Урана можуть не бути постійними: нові дослідження свідчать, що вони могли бути короткочасним наслідком потужної сонячної бурі, що сталася під час прольоту “Вояджера-2” у 1986 році. Це було єдине наближення людства до Урану. Якщо це дійсно так, то десятирічна загадка перетворюється з незвичайного фізичного явища на звичайний процес — хвилі, викликані бурею, могли швидко перезарядити електрони навколо планети, створивши екстремальні показники.
