Астрономы сделали важное открытие — они обнаружили атмосферу вокруг экзопланеты, находящейся за пределами нашей Солнечной системы. Согласно информации из Поток, это достижение является значительным шагом в изучении экзотических миров.
Исследования проводились под руководством команды Института Карнеги с использованием телескопа Джеймса Уэбба. Они сосредоточились на изучении TOI-561 b, древней и горячей "суперземле", которая совершает полный оборот вокруг своей звезды за 10,56 часов. Оказавшийся атмосферный сигнал стал неожиданностью и противоречит ранее действовавшим предположениям ученых о подобных планетах.
Планета TOI-561 b в два раза тяжелее Земли, но кардинально отличается от нее. Она находится на дистанции, в 40 раз меньшей, чем расстояние между Меркурием и Солнцем, что приводит к годовому циклу, продолжающемуся чуть больше 10 часов. Одно из полушарий этой экзопланеты постоянно находится под солнечными лучами.
Ранее астрономы считали, что такие горячие и малые планеты быстро теряют свои атмосферы после их формирования. "Согласно известным моделям, такая планета слишком маленькая и горячая для долгосрочного удержания атмосферы", — делится мнением автор исследования Николь Воллак. Новые данные опровергают устоявшиеся идеи, подтверждая, что атмосфера TOI-561 b все же существует.
Хотя звезда TOI-561 b значительно старше нашего Солнца, планета, похоже, сохраняет свою атмосферу, что может объяснять её низкую плотность. Эта плотность ниже, чем предполагалось для мира с землеподобным составом, даже если TOI-561 b не относится к известным "сверхпузырькам".
Главный автор исследования, Иоганна Теске, предполагает, что планета могла сформироваться с небольшим железным ядром и лёгкими породами мантии, что соответствует характеристикам её звезды. "TOI-561 b уникальна среди планет с коротким периодом обращения, так как она вращается вокруг очень старой и бедной железом звезды", — говорит Теске, добавляя, что планета могла сформироваться в другой химической среде, чем Земля.
Тем не менее, внутреннее строение планеты не объясняет все наблюдения. Ученые полагают, что атмосфера может увеличивать видимый размер планеты и снижать её плотность. Для проверки этой теории телескоп Вебба измерил температуру на светлой стороне планеты во время вторичного затмения.
Если бы TOI-561 b была просто каменным шаром, её температура достигала бы почти 2700°C. Однако фактическая температура составляет около 1750°C, что указывает на активное перераспределение тепла. Ученые рассматривали разные модели: от океана магмы до тонких слоев испаряющихся пород и облаков. В результате данные лучше всего соответствуют модели с густой атмосферой.
"Сильные ветры могут переносить тепло на ночную сторону, тем самым охлаждая дневную," — объясняет соавтор исследования Анжали Пьетте. Газы в атмосфере также могут поглощать свет, в то время как светлые силикатные облака отражают часть излучения.
Как именно TOI-561 b удерживает свою атмосферу — остаётся загадкой. Учитывая близость планеты к её звезде, потеря газа кажется неизбежной. Однако исследователь Тим Лихтенберг говорит о существовании определенного баланса: атмосфера частично "подпитывается" газами из океана магмы, которые вместе с тем возвращаются в недра.
"Это фактически влажный шар из лавы," — подытоживает он.
Данное исследование является первой научной публикацией в рамках программы JWST "General Observers Program 3860". Команда проводила наблюдения в течение 37 часов, и сейчас продолжается анализ, который поможет уточнить температурные карты и состав атмосферы.
Напомним, что ученые также выяснили, что интенсивные радиационные пояса Урана могут быть временными. Новые исследования показывают, что пояса могли быть кратковременным следствием сильной солнечной бури, произошедшей во время пролета "Вояджера-2" в 1986 году, что может изменить понимание этого явления.
