Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил наиболее убедительные на сегодняшний день свидетельства существования атмосферы у каменистой экзопланеты

Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил возможную плотную атмосферу, окружающую каменистый мир TOI-561 b, который покрыт океаном магмы. Это самое многообещающее из найденных до сих пор свидетельств наличия атмосферы у каменистой планеты за пределами Солнечной системы.

Планета TOI-561 b находится очень близко к своей звезде: она совершает полный оборот вокруг нее менее чем за 11 часов. Из-за такой близости одна сторона планеты постоянно обращена к свету, а другая всегда погружена в темноту. Радиус планеты примерно в 1,4 раза больше земного, что позволяет отнести ее к классу суперземель. Однако ее плотность значительно ниже, чем ожидалось для каменистого мира. Это заставило ученых предположить, что планета может быть окружена газовой оболочкой.

С помощью прибора NIRSpec телескоп Уэбба измерил температуру дневной стороны планеты. Если бы это было простое каменистое тело без атмосферы, его температура должна была бы достигать почти 2700 градусов по Цельсию. Однако измерения показали значительно более низкое значение — около 1800 градусов по Цельсию. Это означает, что некий механизм переносит тепло на ночную сторону, и этим механизмом может быть именно атмосфера.

Данный результат важен, потому что столь маленькие планеты, находящиеся так близко к своим звездам, теоретически должны были потерять свою атмосферу очень давно. Однако TOI-561 b, по-видимому, все еще обладает ею, причем довольно плотной.

По мнению исследователей, единственное правдоподобное объяснение измеренной температуры заключается в том, что TOI-561 b имеет атмосферу, насыщенную летучими газами, например, водяным паром, которая способна переносить тепло с освещенной стороны на теневую. Эта атмосфера также может поглощать инфракрасное излучение от магмы на поверхности, из-за чего планета кажется холоднее, чем она есть на самом деле. Кроме того, возможно, в атмосфере присутствуют облака силикатов, отражающие часть света звезды и способствующие ее охлаждению.

Другие сценарии, такие как внутренняя циркуляция магмы или тонкий слой каменного пара, недостаточно хорошо объясняют наблюдаемые данные. Наиболее последовательной гипотезой остается наличие настоящей плотной атмосферы. Одна из возможностей заключается в том, что эта атмосфера поддерживается равновесием между поверхностью и недрами: пока газы выделяются из магмы, часть из них возвращается обратно в планету, что со временем сохраняет стабильный газовый слой.

Планета TOI-561 b отличается от планет нашей Солнечной системы. Она обращается вокруг очень древней звезды, бедной железом, которая родилась в области Галактики, известной как «толстый диск». Это означает, что планета сформировалась в химической среде, сильно отличающейся от земной. Обнаружение атмосферы у такой экстремальной каменистой планеты меняет наши представления о поведении подобных миров. До сих пор считалось, что они не могут удерживать газовые оболочки в течение миллиардов лет, особенно в столь горячих условиях. Но TOI-561 b показывает, что это не всегда так.

Это открытие открывает новые возможности для изучения других каменистых экзопланет, возможно, даже менее экстремальных, где наличие атмосферы может означать более стабильные или даже потенциально обитаемые условия. Команда, проводившая исследование, продолжает анализировать данные, собранные телескопом Уэбба, чтобы лучше понять состав атмосферы и составить карту температуры по всей поверхности планеты.