В выпуске научного журнала The Astrophysical Journal Letters от 11 декабря были опубликованы результаты исследования, которые ставят под сомнение существующие теории формирования планет. Группа астрономов под руководством Джоанны Теске, научного сотрудника Лаборатории Земли и планет Института Карнеги в Вашингтоне, обнаружила уникальную аномалию у экзопланеты TOI-561 b. Этот объект классифицируется как ультрагорячая супер-Земля с ультракоротким периодом обращения, поверхность которой покрыта кипящим океаном магмы.
Планета TOI-561 b находится на расстоянии примерно 280 световых лет от Земли в созвездии Секстанта. Ее радиус в 1,4 раза превышает радиус Земли, однако плотность объекта необычно низкая для каменистого тела. Экзопланета вращается вокруг своей звезды на расстоянии, составляющем всего 1/40 дистанции от Меркурия до Солнца, совершая полный оборот каждые 11 часов. Из-за приливного захвата одна сторона планеты всегда обращена к светилу («вечный день»), а другая погружена в вечную тьму.
Родительская звезда TOI-561 b расположена в регионе «толстого диска» Млечного Пути и отличается бедным содержанием железа. Она немного меньше и холоднее Солнца, но значительно старше — ее возраст в два раза превышает возраст нашей звезды. Учитывая древность системы и дефицит железа, исследователи предполагают, что TOI-561 b сформировалась в химической среде, кардинально отличающейся от условий Солнечной системы.
Ключевым открытием стало несоответствие температурных показателей теоретическим моделям. Если бы TOI-561 b представляла собой просто голый камень, ее температура на дневной стороне должна была бы достигать 4900 градусов по Фаренгейту (2700 градусов по Цельсию). Однако фактические измерения показали, что температура составляет около 3200 градусов по Фаренгейту (1800 градусов по Цельсию). Данные были получены методом вторичного затмения, когда телескоп фиксировал изменение яркости системы в момент прохождения планеты за звездой.
Единственным объяснением такого существенного «охлаждения» является наличие толстой атмосферы, насыщенной летучими химическими веществами. Исследователи полагают, что мощные ветры переносят тепло с дневной стороны на ночную, выравнивая температурный баланс. Атмосфера, вероятно, содержит водяной пар, поглощающий ближнее инфракрасное излучение, и яркие силикатные облака, отражающие свет звезды.
Наличие газовой оболочки у TOI-561 b создает научный парадокс. Планеты, находящиеся столь близко к звезде на протяжении эонов, обычно полностью теряют свою атмосферу под воздействием интенсивного излучения. Механизм, позволивший TOI-561 b сохранить горячую газовую оболочку вопреки физическим ожиданиям, остается неизвестным и открывает больше вопросов, чем дает ответов, вынуждая ученых пересматривать модели планетарной эволюции.
Для получения этих данных использовался космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), в частности, его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec). Изучение атмосфер экзопланет является одной из основных миссий JWST, необходимой для поиска жизни во Вселенной, хотя сама TOI-561 b непригодна для обитания из-за экстремальных температур и магматической поверхности.
В исследовании, помимо Джоанны Теске, принимали участие ведущие специалисты из международных институтов. Среди соавторов работы значатся Тим Лихтенберг, астроном из Университета Гронингена (Нидерланды), Анджали Пьетт, астроном из Бирмингемского университета (Великобритания), и Николь Уоллак, исследователь из Лаборатории Земли и планет Института Карнеги.
Изображение носит иллюстративный характер
Планета TOI-561 b находится на расстоянии примерно 280 световых лет от Земли в созвездии Секстанта. Ее радиус в 1,4 раза превышает радиус Земли, однако плотность объекта необычно низкая для каменистого тела. Экзопланета вращается вокруг своей звезды на расстоянии, составляющем всего 1/40 дистанции от Меркурия до Солнца, совершая полный оборот каждые 11 часов. Из-за приливного захвата одна сторона планеты всегда обращена к светилу («вечный день»), а другая погружена в вечную тьму.
Родительская звезда TOI-561 b расположена в регионе «толстого диска» Млечного Пути и отличается бедным содержанием железа. Она немного меньше и холоднее Солнца, но значительно старше — ее возраст в два раза превышает возраст нашей звезды. Учитывая древность системы и дефицит железа, исследователи предполагают, что TOI-561 b сформировалась в химической среде, кардинально отличающейся от условий Солнечной системы.
Ключевым открытием стало несоответствие температурных показателей теоретическим моделям. Если бы TOI-561 b представляла собой просто голый камень, ее температура на дневной стороне должна была бы достигать 4900 градусов по Фаренгейту (2700 градусов по Цельсию). Однако фактические измерения показали, что температура составляет около 3200 градусов по Фаренгейту (1800 градусов по Цельсию). Данные были получены методом вторичного затмения, когда телескоп фиксировал изменение яркости системы в момент прохождения планеты за звездой.
Единственным объяснением такого существенного «охлаждения» является наличие толстой атмосферы, насыщенной летучими химическими веществами. Исследователи полагают, что мощные ветры переносят тепло с дневной стороны на ночную, выравнивая температурный баланс. Атмосфера, вероятно, содержит водяной пар, поглощающий ближнее инфракрасное излучение, и яркие силикатные облака, отражающие свет звезды.
Наличие газовой оболочки у TOI-561 b создает научный парадокс. Планеты, находящиеся столь близко к звезде на протяжении эонов, обычно полностью теряют свою атмосферу под воздействием интенсивного излучения. Механизм, позволивший TOI-561 b сохранить горячую газовую оболочку вопреки физическим ожиданиям, остается неизвестным и открывает больше вопросов, чем дает ответов, вынуждая ученых пересматривать модели планетарной эволюции.
Для получения этих данных использовался космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), в частности, его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec). Изучение атмосфер экзопланет является одной из основных миссий JWST, необходимой для поиска жизни во Вселенной, хотя сама TOI-561 b непригодна для обитания из-за экстремальных температур и магматической поверхности.
В исследовании, помимо Джоанны Теске, принимали участие ведущие специалисты из международных институтов. Среди соавторов работы значатся Тим Лихтенберг, астроном из Университета Гронингена (Нидерланды), Анджали Пьетт, астроном из Бирмингемского университета (Великобритания), и Николь Уоллак, исследователь из Лаборатории Земли и планет Института Карнеги.
