С помощью космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба учёные исследовали «суперземлю» 55 Cancri e (55 Cnc e) — обладающую экстремальными условиями каменную экзопланету, расположенную на расстоянии около 41 светового года от Земли. Эта планета, радиус которой составляет примерно 1,88 радиуса Земли, а масса — около 8 масс Земли, совершает оборот вокруг звёзды, похожей на Солнце, всего за 0,7 дня. Для сравнения: Меркурий обращается вокруг нашего Солнца за 88 дней.
Поскольку 55 Cancri e обращается вокруг своей звёзды на столь близком расстоянии, учёные полагают, что её поверхность достаточно горяча, чтобы оставаться в расплавленном состоянии. Их результаты, представленные к публикации в журнале «Nature Astronomy», могут дать ценную информацию о том, как формируются и развиваются лавовые экзопланеты.
Исследовательская группа наблюдала пять вторичных затмений 55 Cancri e с помощью «Уэбба» и сравнила результаты с давно существующими моделями эволюции каменных экзопланет. Эти модели, как правило, предсказывали атмосферы, богатые оксидом углерода (CO) и диоксидом углерода (CO₂).
Вместо этого новые наблюдения указывают на атмосферу, содержащую обильный оксид углерода, относительно небольшие количества диоксида углерода (CO₂) и удивительно большие количества водорода.
Исследователи также обнаружили различия между данными пяти наблюдений затмений. Они предполагают, что эти колебания могут быть вызваны вулканическим газовыделением или облаками, образующимися из вещества, выделяемого из недр планеты. По мнению исследователей, эти облака могут временно охлаждать поверхность планеты, прежде чем продолжающееся газовыделение рассеивает их.
В исследовании отмечается: «Поскольку вторичные атмосферы каменных планет определяются составом их недр и последующим выделением газов, состав их атмосфер напрямую связан с окислительно-восстановительным состоянием недр. Таким образом, предпочтение моделей с высоким содержанием водорода, наряду с резкими инверсиями, которые они дают, указывает на наличие недр с относительно низкой фугацитностью (летучестью) кислорода, что согласуется с выделением газов из восстановленного магматического океана».
В случае 55 Cancri e водород значительно преобладает над кислородом, что помогает объяснить, почему у планеты, по-видимому, богатая водородом атмосфера. Поскольку атмосфера может отражать то, что происходит в глубинах планеты, эти наблюдения могут открыть редкую возможность заглянуть в химию недр инопланетного мира.
Интерес к лавовым экзопланетам стремительно вырос за последнее десятилетие по мере открытия всё большего числа таких экстремальных миров, хотя сама 55 Cancri e была впервые обнаружена ещё в 2004 году.
К другим известным лавовым экзопланетам относятся K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d и CoRoT-7 b. Их орбитальные периоды составляют примерно 6,7 часа, 7,5 дня, 10,5 часа, 4,2 дня и 20,4 часа соответственно.
Как и 55 Cancri e, эти планеты приливно привязаны к своим звёздам и подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур. Считается, что на 55 Cancri e расплавленная порода сосредоточена на стороне, постоянно освещаемой звездой. Другие миры, такие как L 98-59 d, могут быть покрыты глобальным магматическим океаном, напоминающим вулканический ландшафт спутника Юпитера Ио.
Источник: habr.com