Художественное изображение экстремальной экзопланеты TOI-561b
Обычно у раскаленной планеты, расположенной вплотную к своей звезде, перспективы не самые радужные: мощное излучение постепенно срывает газовую оболочку и уносит ее в космос. Но некоторые лавовые миры умудряются держаться за атмосферу «ногтями и зубами» миллиарды лет. Новое исследование Стэнфордского университета предлагает объяснение этому космическому парадоксу. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Не враг, а консервант атмосферы
Исследователи смоделировали, как взаимодействуют атмосфера, расплавленная поверхность и недра планеты. В расчетах учитывались сразу несколько процессов: утечка газа в космос, выделение газов из недр, охлаждение лавы и ее постепенное затвердевание.
Главный вывод оказался неожиданным. На некоторых суперземлях, покрытых океанами расплавленной породы, выделение газов из недр способно компенсировать их потерю в космосе. При этом сама лава замедляет поступление газов из глубин в атмосферу, создавая своеобразный баланс.
Так возникает особая зона, которую авторы назвали «космической отмелью» (cosmic sandbar). Название выбрано не случайно: по аналогии с песчаными отмелями в земных океанах эта область находится за пределами условной «космической береговой линии».
Концепция «космической береговой линии» (cosmic shoreline) появилась около десяти лет назад. Она описывает границу, дальше которой каменистые планеты уже не способны удерживать атмосферу под воздействием своей звезды. Однако лавовые миры эту картину начали портить: некоторые из них находятся значительно ближе к звезде, чем предсказывает модель, но при этом все равно имеют плотную газовую оболочку.
55 Рака e в представлении художникаЯркий пример — 55 Cancri e, суперземля массой в 8,63 раза больше Земли. Она обращается вокруг своей звезды примерно в 20 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу. В 2024 году телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил у нее очень плотную атмосферу из окиси и двуокиси углерода.
Двойная система 55 Рака находится в 40 световых годах от Земли. У экзопланеты 55 Cancri e есть собственное имя Янсен. Так звали средневекового голландского мастера-оптика, возможного изобретателя оптического телескопа. Также планету называют Алмазной — существует гипотеза, что ее ядро и кора (если она есть) богаты кристаллическим углеродом.
Между «берегом» и «отмелью» — безвоздушная пустыня
Новая модель вводит еще одну область — «безвоздушную долину» (airless valley). Туда попадают планеты, которые находятся между космической береговой линией и отмелью.
Их судьба незавидна: они расположены достаточно близко к звезде, чтобы терять атмосферу, но при этом после формирования слишком быстро остывают. Газы оказываются заперты под затвердевшей поверхностью, и восполнять утечку становится нечем.
Более горячие лавовые миры устроены иначе. Их расплавленная поверхность продолжает участвовать в обмене газами с атмосферой, позволяя сохранять газовую оболочку гораздо дольше.
Схема трех режимов удержания и потери атмосферы на каменистых планетах. Фото: The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae9743Авторы исследования считают, что обновленная модель поможет точнее выбирать экзопланеты для дальнейших наблюдений и поиска потенциально пригодных для жизни условий. Прежде чем искать на далекой планете признаки жизни, ученым важно понять, способна ли она вообще удерживать атмосферу.
Концепция космической береговой линии не оказалась бесполезной — теперь мы знаем, что существует более широкий набор условий, при которых планета может создавать и сохранять атмосферу.Баррон Нгуен
Тема экстремальных миров не раз становилась предметом внимания Hi-Tech Mail. В частности, наше издание писало о лавовых цунами на 55 Cancri e, поднимающих волны расплавленной породы высотой в сотни метров.
Еще один близкий по теме материал рассказывает об изображенной выше экзопланете TOI-561b: температура ее дневной стороны достигает 1800°C, но наблюдения «Джеймса Уэбба» допускают наличие атмосферы.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
