Учени откриха атмосфера на гореща „суперземя“

Учените са открили нови доказателства за това как малки, но изключително горещи екзопланети се формират и еволюират в екстремни среди. Астрономите са получили за първи път убедителни доказателства за атмосфера около скалиста екзопланета извън Слънчевата система. Според Interesting Engineering това е важна стъпка към разбирането какво де случва в тези екзотични светове.

Екип, ръководен от Института Карнеги, използва космическия телескоп „Джеймс Уеб“, за да изучи TOI-561 b, древна, гореща „суперземя“, която обикаля около звездата си само за 10,56 часа. Полученият атмосферен сигнал беше неочакван и противоречи на очакванията на учените от толкова малки, свръхгорещи планети, предаде БГНЕС.

Откриха междузвездна планета, поглъщаща 6 милиарда тона материя в секунда

Ново наблюдение поставя границата между планета и звезда под въпрос

Планетата обикаля изключително близо до звездата си – на разстояние само една четиридесета от разстоянието между Меркурий и Слънцето. Една година на TOI-561 b трае малко над 10 часа и едното полукълбо на планетата винаги е обърнато към слънцето“, се казва в статията. Астрономите отдавна смятат, че такива горещи и малки планети биха загубили атмосферата си веднага след формирането си. „Според всички известни модели, такава планета е твърде малка и гореща, за да запази собствената си атмосфера дълго време“, отбелязва авторът на изследването Никол Уолак.

Новите наблюдения напълно оспорват това установено мнение. Въпреки факта, че звездата ѝ е значително по-стара от Слънцето, TOI-561 b изглежда все още има атмосфера. Това би могло да обясни и ниската плътност на планетата. Тя е по-малко плътна, отколкото би била със състав, подобен на Земята, въпреки че планетата не е класифицирана като така наречения „супербалон“.

Водещият автор на изследването Йохана Теске, обяснява: планетата може да има малко желязно ядро и леки мантийни скали – това съответства на характеристиките на нейната звезда. „TOI-561 b е уникална сред планетите с ултракъс период на обиколка, тъй като обикаля около много стара и бедна на желязо звезда“, казва Теске.

Планетата вероятно се е образувала в различна химическа среда от нашите светове, което я прави прозорец към ранната история на формирането на планетите. Вътрешната структура сама по себе си обаче не може да обясни всички наблюдения. Учените предположиха, че атмосферният слой увеличава видимия размер на планетата и намалява нейната плътност. За да провери тази хипотеза, телескопът Webb измери температурата от дневната страна на планетата по време на т. нар. вторично затъмнение. Ако TOI-561 b беше гола скалиста сфера, дневната ѝ страна щеше да се е нагряла до близо 4900°F (приблизително 2700°C). В действителност температурата се оказа значително по-ниска – около 3200°F (1750°C). Тази значителна разлика показва активно преразпределение на топлината. Учените са разгледали различни сценарии: магмен океан, тънък слой от изпаряваща се скала и облаци.

Учени: Планетата ни навлиза в „парникова траектория“, върви към климатичен хаос

Те са установили, че 22 от 34 показателя „мигат в червено“, сигнализирайки за състояние на глобална криза

„Но данните най-добре съответстват на наличието на плътна атмосфера. Силните ветрове биха могли да пренасят топлина към нощната страна, охлаждайки дневната страна", обяснява съавторът Анджали Пиет. Газовите слоеве също абсорбират светлината, докато светлите силикатни облаци отразяват част от радиацията.

Остава загадка как TOI-561 b поддържа атмосферата си. При такава близост до звездата, някои газове неизбежно се губят. Но според изследователя Тим Лихтенберг има баланс: атмосферата е частично „захранвана“ от газове от магмения океан, които едновременно се реабсорбират обратно във вътрешността. Това е по същество мокра топка от лава“, заключи той.

Изследването е първата научна публикация от Програмата за общи наблюдатели 3860 на JWST. Екипът наблюдава системата непрекъснато в продължение на 37 часа и анализът продължава, за да се усъвършенстват температурните карти и химичният състав на атмосферата.