Ученые говорят, что нашли мир лавы — настолько впечатляющий, что там, где она ближе всего к своей звезде, у планеты даже есть тонкая региональная атмосфера из испаренной породы.
Новая экзопланета называется K2-141b и была обнаружена в 2017 году. Она примерно вдвое больше Земли, но вращается так близко к своей звезде, которая всего на один класс меньше нашей, что совершает несколько оборотов за один земной день — и при этом всегда обращена к ней одной и той же стороной. В совокупности эти факторы означают, что две трети поверхности K2-141b постоянно освещены солнцем — настолько ярким, что эта часть планеты не только покрыта океаном лавы, но часть пород могла даже испариться в атмосферу.
«Все каменистые планеты, включая Землю, начинались как расплавленные миры, но затем быстро охлаждались и затвердевали», — говорится в заявлении Николаса Коуэна (Nicolas Cowan), планетолога из Университета Макгилла в Канаде и соавтора новой статьи. «Лавовые планеты дают нам редкую возможность понаблюдать эту стадию планетарной эволюции».
Авторы нового исследования хотели понять, какая атмосфера может быть у столь горячего мира, и какими земными инструментами ее можно увидеть. K2-141b был заманчивой целью: его изучали космические телескопы НАСА «Кеплер» и «Спитцер». Атмосфера планеты интригует особо, ведь ученые считают, что будущий космический телескоп НАСА «Джеймс Уэбб», который должен быть запущен в конце следующего года, сможет анализировать компоненты атмосфер далеких планет.
Столь постоянный свет и тепло означают, что на поверхности планеты может быть океан магмы глубиной в десятки километров, заключила команда. Затем исследователи смоделировали, как будет выглядеть ее атмосфера, на основе трех потенциальных ингредиентов, которые часто встречаются в коре каменистых планет.
Оказалось, что все три случая могут поддерживать атмосферу со скоростью ветра выше 1,75 км в секунду — что намного выше скорости звука здесь, на Земле.
Исследователи подсчитали, что на краю атмосферы, где температура падает, газовая порода остывает достаточно, чтобы выпасть обратно на поверхность в виде осадков. Если в атмосфере преобладает кремнезем или монооксид кремния, осадки выпадают в океан магмы, но если в атмосфере преобладает натрий, планета будет выглядеть еще причудливее: твердый натрий будет просачиваться обратно в океаны, подобно земным ледникам.
Но моделирование делалось не только для того, чтобы представить, как может выглядеть столь странный мир — в конце концов, это наука. Исследователи хотели сравнить свои модели с текущими и перспективными возможностями наблюдения массивных космических телескопов. Здесь ученые настроены оптимистично: они называют K2-141b «особенно удачной целью для атмосферных наблюдений».
И у исследователей даже появился способ скоротать время до запуска космического телескопа «Джеймс Уэбб»: они получили данные с космического телескопа «Спитцер», которые помогут определить температуры дневной и ночной стороны планеты, и выяснить, насколько модели соответствуют действительности.