Астрономи откриха най-студения лавов свят с атмосфера

Астрономи откриха необичайна екзопланета, която едновременно е достатъчно гореща, за да има разтопена скалиста повърхност, и достатъчно „студена“, за да запази атмосфера. Планетата HD 3167 b се намира на около 154 светлинни години от Земята и обикаля своята звезда само за един земен ден. Тя е най-малкият лавов свят, наблюдаван досега с данни за наличие на атмосфера.

Лавовите светове са скалисти планети, които се намират изключително близо до своите звезди. Температурите на повърхността им са толкова високи, че скалите могат да бъдат разтопени. При HD 3167 b близостта до звездата е особено голяма – пълната обиколка на планетата около нея продължава само около 24 часа.

Откритието е направено с помощта на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ и неговия инструмент MIRI, който наблюдава в средния инфрачервен диапазон. Учените са изследвали планетата по време на т.нар. вторично затъмнение – моментът, в който тя преминава зад звездата си. Чрез промяната в инфрачервената светлина е възможно да се определи температурата на планетата и да се търсят признаци за атмосфера. За наблюденията и резултатите съобщава Space.com, позовавайки се на екипа на изследването.

HD 3167 b е приливно заключена, което означава, че едната ѝ страна постоянно е обърната към звездата, а другата остава в непрекъсната нощ. Това се среща често при планети, които обикалят много близо до своите звезди.

При липса на атмосфера дневната страна на HD 3167 b би трябвало да достигне практически максималната температура, очаквана при тези условия. Наблюденията на „Джеймс Уеб“ обаче показват, че планетата е забележимо по-хладна от този теоретичен максимум.

Именно това е ключът към заключението на учените, че HD 3167 b вероятно има атмосфера. Според тях тя може да отразява част от светлината на звездата и да преразпределя получената енергия, насочвайки топлина към нощната страна. Така дневната страна се оказва по-хладна, отколкото би била при свят без атмосфера.

„Изненадващото е, че колкото по-близо до звездата обикаля една скалиста планета, толкова по-трудно би трябвало да бъде за нея да задържи атмосфера“, обяснява съавторът на изследването Едуин Кайт, доцент по геофизични науки в Чикагския университет. Планетата е изложена на силен звезден вятър и на високоенергийно излъчване от звездата, което би трябвало да затруднява запазването на атмосферата.

HD 3167 b не е първият лавов свят, при който астрономите откриват признаци на атмосфера. Предишни наблюдения са показали атмосфери и около други изключително горещи планети от този тип.

Това поставя въпроса как лавовите светове успяват да създадат и запазят атмосферата си и при какви температури това е възможно.

Изследването на HD 3167 b е част от по-голяма научна програма, ръководена от астронома Меган Уайнър Мансфийлд от Университета на Мериленд. В нейните рамки учените изследват 10 различни лавови свята, за да установят при какви температури тези планети са способни да формират атмосфери.

Новите резултати подкрепят и постепенно оформящото се заключение, че значителна част от лавовите светове вероятно притежават атмосфери. Научната работа е публикувана в The Astrophysical Journal Letters.

Какво общо има това с ранната Земя
Въпреки че тези планети са твърде горещи и негостоприемни за живот, учените ги изучават и заради връзката им с ранната история на Земята.

Според изследователите в първите етапи от формирането на Слънчевата система младата Земя също е била изключително гореща. Сблъсъците между планетезимали са отделяли огромни количества енергия, а планетата е преминала през т.нар. магменоокеански етап, когато повърхността ѝ е била изцяло разтопена.

„Тези планети са прекалено горещи за живот, но чрез изучаването им можем да разберем процеси, които са важни за други скалисти светове“, посочва Кайт.

Водещият автор Брандън Парк Кой допълва, че ранната Земя вероятно е изглеждала по-подобно на лавов свят, отколкото на планетата, която познаваме днес. Затова наблюдението на HD 3167 b предоставя възможност да се изследват условия, които може да са съществували през първите няколко милиона години от историята на Земята.

От потвърждаването на първата екзопланета преди повече от три десетилетия астрономите са открили над 6300 планети извън Слънчевата система. HD 3167 b е поредният пример колко разнообразни могат да бъдат тези светове – планета, която обикаля звездата си само за един ден, има повърхност от разтопена скала и вероятно атмосфера, която преразпределя топлината между вечния ден и вечната нощ.