Астрономи вперше отримали переконливі докази існування атмосфери навколо кам’яної екзопланети за межами Сонячної системи. Як пише Interesting Engineering, це стало важливим кроком до розуміння того, що відбувається у таких екзотичних світах.
Команда під керівництвом Інституту Карнегі за допомогою телескопа Джеймса Вебба дослідила TOI-561 b — давню, розпечену "суперземлю", яка робить повний оберт навколо своєї зорі всього за 10,56 години. Отриманий атмосферний сигнал виявився несподіваним і суперечить тому, що вчені очікували побачити на таких малих і надгарячих планетах.
"TOI-561 b удвічі важча за Землю, але зовсім не схожа на неї. Планета обертається вкрай близько до своєї зорі — на відстані, що становить лише одну сорокову дистанції між Меркурієм і Сонцем. Рік на TOI-561 b триває трохи більше 10 годин, а одна її півкуля завжди повернена до світла", йдеться у статті.
Астрономи довгий час вважали, що настільки гарячі й невеликі планети мають миттєво втрачати свої атмосфери після формування. "За всіма відомими моделями така планета надто маленька й гаряча, щоб довго утримувати власну атмосферу", — зазначила авторка дослідження Ніколь Воллак. Нові спостереження повністю руйнують цю усталену думку.
Попри те, що її зоря значно старша за Сонце, TOI-561 b, схоже, досі має атмосферу. Саме вона може пояснювати і низьку густину планети. Вона менш щільна, ніж мала би бути за землеподібного складу, хоча до так званих "надпухирців" планета не належить.
Головна авторка дослідження Йоганна Теске пояснює: планета могла мати невелике залізне ядро та легші породи мантії — це збігається з характеристиками її зорі.
"TOI-561 b вирізняється серед надкороткоперіодичних планет тим, що обертається навколо дуже старої і бідної на залізо зорі", — каже Теске. Планета ймовірно сформувалася в іншому хімічному середовищі, ніж наші світи, що робить її вікном у ранню історію формування планет.
Утім, сама внутрішня будова не може пояснити усі спостереження. Науковці припустили, що атмосферний шар збільшує видимий розмір планети та зменшує її густину.
Для перевірки цієї гіпотези телескоп Вебба виміряв температуру на денному боці планети під час так званого вторинного затемнення.
Якби TOI-561 b була голою кам’яною кулею, її денна сторона нагрівалася б майже до 4900°F (приблизно 2700°C). Насправді температура виявилася значно нижчою — близько 3200°F (1750°C).
Цей суттєвий перепад свідчив про активний перерозподіл тепла. Вчені розглянули різні сценарії: океан магми, тонкий шар випаруваних порід, хмарність. Але дані найкраще відповідають наявності щільної атмосфери.
"Сильні вітри могли б переносити тепло на нічний бік, охолоджуючи денну сторону", — пояснює співавторка Анжалі П’єтте. Газові шари також поглинають світло, а світлі хмари з силікатів відбивають частину випромінювання.
Наразі це залишається загадкою, як TOI-561 b утримує свою атмосферу. За такої близькості до зорі частина газів неминуче повинна втрачатися. Але, за словами дослідника Тіма Ліхтенберга, 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 першою науковою публікацією в 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 бути не постійними - нові дослідження свідчать, що пояси могли були короткочасним наслідком потужної сонячної бурі, яка сталася під час прольоту "Вояджера-2" в 1986 році. Це було єдине наближення людства до Урану. Якщо це дійсно так, то десятилітня загадка перетворюється з незвичайного фізичного явища на звичний процес - хвилі, спричинені бурею, могли швидко перезарядити електрони навколо планети, створивши екстремальні показники.
