Космічний телескоп показує екзопланету з океаном магми та атмосферою сірки на відстані 35 світлових років

Міжнародна група астрономів виявила безпрецедентні особливості атмосфери та поверхні небесного тіла, розташованого за межами нашої Сонячної системи. Нещодавні спостереження вказують на екстремальне середовище, де переважає активний вулканізм і температури, які унеможливлюють існування будь-якої відомої форми життя. Об’єктом дослідження є екзопланета під назвою L 98-59 d, яка обертається навколо червоної карликової зірки в сузір’ї Volans.

Дані, зібрані високоточними приладами, показали, що поверхня цієї планети повністю розтанула, утворивши величезний і глибокий океан магми. Термічні вимірювання показують, що температура на денній стороні планети перевищує позначку 1500 градусів Celsius. Рівень екстремального тепла Esse запобігає затвердінню поверхневої мантії, створюючи динамічне та безперервне геологічне середовище.

Детальний спектроскопічний аналіз дозволив вченим точно скласти профіль місцевих умов. Entre найбільш актуальні відкриття, виділяються наступні моменти про планетарну систему:

– Точна відстань системи від Terra становить 35 світлових років, що робить її відносно близьким космічним сусідом в астрономічних термінах.

– Головна зірка — це червоний карлик, менший і холодніший тип зірок, ніж Sol, але відомий своєю високою магнітною активністю.

– Атмосфера планети щільна і складається переважно з важких елементів, з майже повною відсутністю первісного водню та гелію.

Аномалія щільності та структурного складу

Фізичні вимірювання L 98-59 d представляють інтригуючий сценарій для моделей формування планет. Екзопланета має радіус приблизно в 1,6 рази більший за радіус Terra, що спочатку класифікувало б її в категорії суперземлі. Однак його маса не відповідає цій пропорції лінійно, в результаті чого середня щільність становить лише 2,2 грама на кубічний сантиметр.

Така незвично низька щільність для кам’янистої планети вказує на те, що значна частка її об’єму складається з оболонки з летких матеріалів. Дослідники визначили, що внутрішню структуру неможливо пояснити чистим залізним ядром і силікатною мантією. Наявність густої атмосфери та термічно розширеного магматичного океану є найбільш послідовним фізичним поясненням спостережуваного об’єму по відношенню до загальної маси небесного тіла.

Припливний механізм нагрівання

Основним джерелом екстремального теплового плавлення поверхні L 98-59 d є не лише випромінювання зірки-господаря. Орбіта планети надзвичайно близька до червоного карлика, що призводить до інтенсивної гравітаційної взаємодії. Близькість Essa створює колосальні приливні сили, які фізично спотворюють структуру планети під час її руху по орбіті.

На додаток до зоряного тяжіння, L 98-59 d знаходиться в орбітальній резонансній конфігурації з іншими планетами тієї ж системи. Essa складний гравітаційний танець не дає орбіті планети стати ідеально круглою. Постійний ексцентриситет орбіти змушує внутрішній шар планети неодноразово стискатися та розширюватися, створюючи величезне внутрішнє тертя.

Цей механічний процес, відомий в астрофізиці як припливне нагрівання, є тим самим явищем, яке викликає екстремальний вулканізм на Місяці Io, починаючи з Júpiter. У випадку L 98-59 d масштаб нагрівання є на порядки більшим, забезпечуючи теплову енергію, необхідну для підтримки гірської породи в рідкому стані в глобальному масштабі та живлення безперервного вулканізму.

Хімічні ознаки сірчаної атмосфери

Спостереження атмосфери L 98-59 d вимагало застосування методу пропускаючої спектроскопії. Quando планета проходить перед своєю зіркою, невелика частка зоряного світла проходить через газовий шар планети, перш ніж досягти телескопів у Terra. Молекули Diferentes поглинають певну довжину хвилі світла, залишаючи унікальний хімічний підпис у захопленому спектрі.

Leia Tambem

Colby Minifie підтверджує можливості Ешлі Барретт у п’ятому сезоні The Boys

Samsung випускає нове оновлення системи з новими функціями для користувачів Galaxy Watch 4

Цифровий роздрібний продаж знижує вартість смартфона Galaxy S25 5G завдяки банківським бонусам і обміну пристрою

Дані виявили сильне поглинання на довжинах хвиль, що відповідають сполукам на основі сірки. Виявлення діоксиду сірки та сірководню у великих кількостях підтверджує вулканічну природу планети. Магма, що відкрита на поверхні, постійно виділяє ці гази, поповнюючи атмосферу та створюючи замкнутий хімічний цикл між океаном розплавленої породи та газовою оболонкою.

Наявність великої кількості сірки також свідчить про те, що первинна атмосфера планети була повністю змінена протягом мільярдів років. Ультрафіолетове випромінювання червоного карлика, ймовірно, розбивало молекули води та інші легші сполуки на початку існування системи. Отриманий водень вилетів у космос, залишивши після себе більш важкі елементи, які зараз домінують в хімії атмосфери.

Ця багата сіркою композиція діє як додаткова теплова ковдра. Вулканічні гази мають високу здатність утримувати інфрачервоне випромінювання, створюючи надзвичайний парниковий ефект, який допомагає підтримувати температуру поверхні вище температури плавлення базальтових порід.

Еволюція астрономічних спостережень

Початкова ідентифікація системи L 98-59 відбулася в 2019 році за даними, зібраними супутником TESS. Метод транзиту, використаний супутником, дозволив виявити періодичні падіння яскравості зірки, підтвердивши існування кількох планет на орбіті. У Naquela час астрономи змогли обчислити розмір і орбітальний період небесних тіл, але точна природа їхніх атмосфер залишалася за межами технологічного осягнення.

Введення в експлуатацію космічних телескопів нового покоління, що працюють в інфрачервоному спектрі з дзеркалами великого діаметру, змінило цей сценарій. Здатність відокремити світло зірки від власного теплового випромінювання планети дозволила отримати детальну характеристику, яка зараз є загальнодоступною. Інструментальний прорив був вирішальним для того, щоб відрізнити безплідну скелясту планету від динамічного світу з активним вулканізмом і вторинною атмосферою.

Динаміка утворення та втрати води

Геологічна історія L 98-59 d пропонує емпіричні дані про еволюцію планет навколо червоних карликів. Теоретичні моделі вказують на те, що протягом перших 100 мільйонів років після свого формування зірка-господар пройшла через фазу надзвичайної активності, випромінюючи надзвичайно високі рівні високоенергетичного випромінювання та інтенсивні зоряні вітри. Якби на поверхні планети протягом цього періоду були океани рідкої води, зоряна енергія спричинила б повне випаровування цієї води. Фотодисоціація молекул водяної пари у верхніх шарах атмосфери відокремила кисень від водню. З втратою водню в космічний вакуум через низьку відносну гравітацію планети поверхня повністю висохла. Кисень, що залишився, вступив у реакцію з мінералами в корі та з сіркою, викинутою з мантії, утворюючи сполуки діоксиду сірки, які сьогодні утворюють товстий газовий шар, який спостерігають астрономи.

Нова планетарна категорія

Унікальні характеристики L 98-59 d змушують наукове співтовариство створити нову класифікацію небесних тіл. Планета не відповідає ні традиційним моделям щільних скелястих суперземель, ні міні-Нептунів із густою водневою атмосферою. Визначення сірчаного світу з глобальним океаном магми створює новий параметр для планетарної різноманітності в галактиці.

Майбутнє дослідження екзопланет

Підтвердження багатої сіркою атмосфери на планеті, розташованій так близько до її зірки, демонструє стійкість газових оболонок в умовах надзвичайної радіації. Постійний вулканізм діє як механізм захисту від атмосферної ерозії, спричиненої зоряними вітрами. Enquanto планета має внутрішню енергію для підтримки розплавленої мантії, викиди вулканічних газів продовжуватимуть замінювати атмосферу, втрачену космосом.

Вивчення цієї зоряної системи й надалі залишатиметься пріоритетною метою астрофізики. Продовження спостереження за L 98-59 d дозволить нам уточнити моделі динаміки рідини в магматичних океанах і краще зрозуміти, як хімія сірки працює при екстремальних температурах. Картографування інших систем навколо червоних карликів має на меті визначити, чи сірчані світи є ізольованою аномалією чи звичайною еволюційною фазою для планет, які піддаються інтенсивному приливному нагріванню.