Астрономы, работающие с космическим телескопом James Webb, впервые получили самые убедительные доказательства существования плотной атмосферы вокруг каменной экзопланеты — и это открытие меняет представления о том, как могут выглядеть миры, находящиеся буквально на шаг от своей звезды.
Объект исследования — TOI-561 b, ультрагорячая супер-Земля, вращающаяся вокруг своей звезды менее чем за 11 часов. Планета находится настолько близко — меньше миллиона миль от светила — что её дневная сторона навсегда обращена к звезде и покрыта глобальным океаном магмы.
При этом TOI-561 b удивляет учёных своей низкой плотностью: она меньше, чем ожидалось для объекта с «землеподобной» структурой. Исследователи предположили, что планета могла сформироваться в древней, бедной железом части Млечного Пути — и что её состав совсем не похож на тот, что встречается в нашей Солнечной системе. Но одна лишь экзотическая минералогия не объясняет наблюдений.
Иллюстрация: НАСА, ЕКА, CSA, Ральф Кроуфорд (STScI)
Команда использовала спектрограф NIRSpec телескопа Webb, чтобы измерить температуру дневной стороны, наблюдая за падением яркости системы, когда планета скрывается за звездой. Если бы TOI-561 b была чистым «голым» камнем без атмосферы, её поверхность нагревалась бы до ≈2700 °C. Однако данные показали температуру около 1800 °C — всё ещё адское пекло, но значительно ниже ожидаемого.
Такое охлаждение возможно лишь в одном случае: планету окружает толстая, богатая летучими веществами атмосфера, способная переносить тепло с дневной стороны на ночную. Она может включать водяной пар, пары силикатов и даже облака, способные отражать часть света звезды.
Учёные предполагают, что между атмосферой и магмовым океаном существует динамическое равновесие: газы поднимаются из расплавленной мантии, а затем частично поглощаются обратно. Это делает TOI-561 b своеобразным «мокрым огненным шаром» — уникальным миром, где лава и атмосфера постоянно обмениваются веществом.
Эти результаты получены в рамках программы Webb General Observers 3860, которая включала 37 часов непрерывных наблюдений — почти четыре полных орбиты планеты. Сейчас команда анализирует полный набор данных, чтобы построить карту температур по всему миру и лучше понять состав его атмосферы.
Открытие TOI-561 b показывает: даже небольшие каменные планеты, находящиеся в экстремальных условиях, способны сохранять плотную атмосферу — вопреки ожиданиям. И Webb только начинает раскрывать тайны таких удивительных миров.
