Космический телескоп Джеймса Уэбба показал, что экзопланета TOI-561b, суперземля, вращающаяся вокруг далёкой звезды, окутана удивительно плотной атмосферой, несмотря на экстремальную жару. Это открытие бросает вызов существующим моделям атмосфер планет, особенно для небольших миров, подвергающихся интенсивному звёздному излучению.
Раскалённый мир TOI-561b
TOI-561b расположена в созвездии Секстанта на расстоянии 280,5 световых лет от нас и вращается вокруг звезды возрастом 10 миллиардов лет, что делает её одной из старейших известных планетных систем. Эта планета, примерно в 1,45 раза больше Земли по радиусу и в 3,2 раза массивнее, совершает полный оборот всего за 0,44 дня. Звезда, вокруг которой она вращается, примерно на 80% меньше нашего Солнца, но значительно старше и с меньшим содержанием металлов. Плотность планеты ниже, чем ожидалось для скалистого мира, что говорит об уникальном составе или необычайно раздутой атмосфере.
Тайна атмосферы
Планеты, находящиеся так близко к своим звёздам, обычно быстро теряют свои атмосферы из-за интенсивных звёздных ветров и жары. Однако атмосфера TOI-561b не только присутствует, но и, по-видимому, достаточно плотная, чтобы значительно снизить температуру дневной стороны планеты с предсказанных 2700°C (4900°F) до 1800°C (3200°F). Это говорит о сложном взаимодействии между расплавленной поверхностью планеты и её газовой оболочкой.
Исследователи предполагают, что сильные ветра в атмосфере циркулируют тепло с дневной стороны на ночную. Присутствие газов, таких как водяной пар и силикатные облака, также может играть роль в поглощении излучения и отражении звётного света, дополнительно охлаждая планету.
Неустойчивое равновесие
«Нам действительно нужна плотная, богатая летучими веществами атмосфера, чтобы объяснить все наблюдения», — говорит доктор Анджали Пьетт, астроном из Бирмингемского университета. Команда предполагает, что планета поддерживает эту атмосферу благодаря динамическому равновесию, при котором газы постоянно выделяются из магматического океана в атмосферу, но также втягиваются обратно во внутренние недра планеты. Это может объяснить, как TOI-561b сохраняет такую существенную атмосферу, несмотря на экстремальные условия.
Это открытие подчеркивает, как мало мы всё ещё знаем об эволюции планет, особенно о мирах, отличных от нашего. TOI-561b — это «шар из расплавленной лавы», который может содержать ключи к формированию планет в бедных металлами средах, бросая вызов предположениям о том, что делает планету обитаемой или даже способной к выживанию.
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, открывает новые возможности для изучения атмосфер ультрагорячих экзопланет и уточнения нашего понимания атмосфер планет во всей галактике.
