Աստղագետների միջազգային թիմը հայտնաբերել է աննախադեպ մթնոլորտային և մակերևույթի առանձնահատկություններ երկնային մարմնի վրա, որը գտնվում է մեր արեգակնային համակարգից դուրս: Վերջին դիտարկումները ցույց են տալիս ծայրահեղ միջավայր, որտեղ գերակշռում են ակտիվ հրաբուխները և ջերմաստիճանները, որոնք անհնարին են դարձնում կյանքի որևէ հայտնի ձևի գոյությունը: Հետազոտության թիրախը L 98-59 d նշանակված էկզոմոլորակն է, որը պտտվում է Volans համաստեղության կարմիր գաճաճ աստղի շուրջ:
Բարձր ճշգրտության գործիքներով հավաքագրված տվյալները ցույց են տվել, որ այս մոլորակի մակերեսն ամբողջությամբ հալվել է՝ ձևավորելով մագմայի հսկայական և խորը օվկիանոս: Ջերմային չափումները ցույց են տալիս, որ մոլորակի ցերեկային կողմում ջերմաստիճանը գերազանցում է Celsius 1500 աստիճանի նշագիծը: Ծայրահեղ ջերմության Esse մակարդակը կանխում է մակերևութային թիկնոցի ամրացումը՝ ստեղծելով դինամիկ և շարունակական երկրաբանական միջավայր:
Մանրամասն սպեկտրոսկոպիկ վերլուծությունը գիտնականներին թույլ է տվել ճշգրիտ նկարագրել տեղական պայմանները: Entre ամենաարդիական հայտնագործությունները, մոլորակային համակարգի մասին առանձնանում են հետևյալ կետերը.
– Համակարգի ճշգրիտ հեռավորությունը Terra-ից 35 լուսային տարի է, ինչը նրան դարձնում է համեմատաբար մոտ տիեզերական հարևան աստղագիտական առումով:
– Հյուրընկալող աստղը կարմիր թզուկ է, ավելի փոքր և սառը աստղային տեսակ, քան Sol-ը, բայց հայտնի է իր բարձր մագնիսական ակտիվությամբ:
– Մոլորակի մթնոլորտը խիտ է և կազմված է հիմնականում ծանր տարրերից՝ սկզբնական ջրածնի և հելիումի գրեթե իսպառ բացակայությամբ:
Խտության անոմալիա և կառուցվածքային կազմ
L 98-59 d-ի ֆիզիկական չափումները ներկայացնում են հետաքրքիր սցենար մոլորակների ձևավորման մոդելների համար: Էկզոմոլորակի շառավիղը մոտավորապես 1,6 անգամ ավելի մեծ է, քան Terra-ի շառավիղը, որն ի սկզբանե այն կդասակարգեր գերերկրային կատեգորիայի մեջ: Այնուամենայնիվ, դրա զանգվածը գծային առումով չի հետևում այս համամասնությանը, ինչի արդյունքում միջին խտությունը հաշվարկվում է ընդամենը 2,2 գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետրում:
Ժայռոտ մոլորակի համար այս անսովոր ցածր խտությունը ցույց է տալիս, որ դրա ծավալի զգալի մասը կազմված է ցնդող նյութերի ծրարից: Հետազոտողները պարզել են, որ ներքին կառուցվածքը չի կարող բացատրվել մաքուր երկաթի միջուկով և սիլիկատային թիկնոցով: Հաստ մթնոլորտի և ջերմային ընդլայնված մագմայի օվկիանոսի առկայությունը դիտվող ծավալի ամենահամահունչ ֆիզիկական բացատրությունն է երկնային մարմնի ընդհանուր զանգվածի հետ կապված:
Մակընթացային ջեռուցման մեխանիզմը
L 98-59 d-ի մակերևույթի ծայրահեղ ջերմային հալեցման հիմնական աղբյուրը ոչ միայն նրա ընդունող աստղի ճառագայթումն է: Մոլորակի ուղեծիրը չափազանց մոտ է կարմիր թզուկին, ինչը հանգեցնում է ինտենսիվ գրավիտացիոն փոխազդեցության: Essa մոտիկությունը առաջացնում է հսկայական մակընթացային ուժեր, որոնք ֆիզիկապես աղավաղում են մոլորակի կառուցվածքը, երբ այն անցնում է իր ուղեծրային ուղին:
Բացի աստղային գրավչությունից, L 98-59 d-ը ուղեծրային ռեզոնանսային կոնֆիգուրացիայի մեջ է նույն համակարգի այլ մոլորակների հետ։ Essa բարդ գրավիտացիոն պարը թույլ չի տալիս մոլորակի ուղեծրը կատարելապես շրջանաձև դառնալ: Շարունակվող ուղեծրային էքսցենտրիկությունը ստիպում է մոլորակի ինտերիերին բազմիցս կծկվել և ընդարձակվել՝ առաջացնելով հսկայական ներքին շփում:
Այս մեխանիկական գործընթացը, որը աստղաֆիզիկայում հայտնի է որպես մակընթացային տաքացում, նույն երևույթն է, որն առաջացնում է ծայրահեղ հրաբուխ Io լուսնի վրա՝ Júpiter-ից: L 98-59 d-ի դեպքում ջեռուցման սանդղակը մեծության կարգերով ավելի մեծ է՝ ապահովելով ջերմային էներգիան, որն անհրաժեշտ է գլոբալ մասշտաբով ժայռը հեղուկ վիճակում պահելու և անխափան հրաբուխը վառելու համար:
Ծծմբային մթնոլորտի քիմիական նշաններ
L 98-59 d-ի մթնոլորտի դիտարկումը պահանջում էր փոխանցման սպեկտրոսկոպիայի տեխնիկայի կիրառում։ Quando մոլորակն անցնում է իր աստղի դիմացով, աստղային լույսի մի փոքր մասն անցնում է մոլորակի գազային շերտով մինչև Terra աստղադիտակին հասնելը: Diferentes մոլեկուլները կլանում են լույսի որոշակի ալիքի երկարություններ՝ թողնելով յուրահատուկ քիմիական ստորագրություն գրավված սպեկտրում:
Տվյալները ցույց տվեցին ուժեղ կլանումը ծծմբի վրա հիմնված միացություններին համապատասխանող ալիքների երկարություններում: Մեծ քանակությամբ ծծմբի երկօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի հայտնաբերումը հաստատում է մոլորակի հրաբխային բնույթը։ Մակերեւույթում հայտնված մագման անընդհատ արձակում է այդ գազերը՝ լիցքավորելով մթնոլորտը և ստեղծելով փակ քիմիական ցիկլ հալած ապարների օվկիանոսի և գազային ծածկույթի միջև:
Առատ ծծմբի առկայությունը նաև հուշում է, որ մոլորակի սկզբնական մթնոլորտը միլիարդավոր տարիների ընթացքում ամբողջովին փոխվել է: Կարմիր թզուկ աստղի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, հավանաբար, կոտրել է ջրի մոլեկուլները և այլ ավելի թեթեւ միացություններ համակարգի վաղ օրերում: Ստացված ջրածինը փախել է տիեզերք՝ թողնելով ավելի ծանր տարրեր, որոնք այժմ գերիշխում են մթնոլորտի քիմիայում։
Ծծմբով հարուստ այս բաղադրությունը հանդես է գալիս որպես լրացուցիչ ջերմային ծածկույթ: Հրաբխային գազերն ունեն ինֆրակարմիր ճառագայթումը պահպանելու մեծ կարողություն՝ ստեղծելով ծայրահեղ ջերմոցային էֆեկտ, որն օգնում է պահպանել մակերևույթի ջերմաստիճանը բազալտե ապարների հալման կետից բարձր:
Աստղագիտական դիտարկման էվոլյուցիան
L 98-59 համակարգի նախնական նույնականացումը տեղի է ունեցել 2019 թվականին՝ TESS արբանյակի կողմից հավաքագրված տվյալների միջոցով։ Արբանյակի կողմից օգտագործվող տարանցիկ մեթոդը հնարավորություն է տվել հայտնաբերել աստղի պայծառության պարբերական անկումներ՝ հաստատելով ուղեծրում բազմաթիվ մոլորակների առկայությունը։ Naquela ժամանակ աստղագետները կարողացան հաշվարկել երկնային մարմինների չափը և ուղեծրային ժամանակաշրջանը, սակայն նրանց մթնոլորտի ճշգրիտ բնույթը տեխնոլոգիական հասանելիությունից դուրս մնաց:
Մեծ տրամագծով հայելիներով ինֆրակարմիր սպեկտրում գործող նոր սերնդի տիեզերական աստղադիտակների գործարկումը փոխեց այս սցենարը։ Աստղի լույսը մոլորակի սեփական ջերմային արտանետումներից առանձնացնելու ունակությունը թույլ տվեց մանրամասն նկարագրությունը, որն այժմ հրապարակային է: Գործիքային առաջընթացը կարևոր նշանակություն ունեցավ ամուլ քարքարոտ մոլորակը դինամիկ աշխարհից տարբերելու համար՝ ակտիվ հրաբխային և երկրորդական մթնոլորտով:
Ջրի առաջացման և կորստի դինամիկան
L 98-59 d-ի երկրաբանական պատմությունն առաջարկում է էմպիրիկ տվյալներ կարմիր թզուկների շուրջ մոլորակների էվոլյուցիայի վերաբերյալ: Տեսական մոդելները ցույց են տալիս, որ իր ձևավորումից հետո առաջին 100 միլիոն տարվա ընթացքում հյուրընկալող աստղն անցել է ծայրահեղ ակտիվության փուլ՝ արձակելով բարձր էներգիայի ճառագայթման չափազանց բարձր մակարդակ և ինտենսիվ աստղային քամիներ: Եթե այս ժամանակահատվածում մոլորակն իր մակերևույթի վրա ունենար հեղուկ ջրի օվկիանոսներ, ապա աստղային էներգիան կառաջացներ այս ջրի ամբողջական գոլորշիացումը: Ջրի գոլորշիների մոլեկուլների ֆոտոդիսոցիացիան մթնոլորտի վերին շերտում բաժանեց թթվածինը ջրածնից։ Տիեզերական վակուումում ջրածնի կորստով մոլորակի ցածր հարաբերական ծանրության պատճառով մակերեսը ամբողջությամբ չորացավ: Մնացած թթվածինը արձագանքում է ընդերքի հանքանյութերի և թիկնոցից արտամղված ծծմբի հետ՝ ձևավորելով ծծմբի երկօքսիդի միացությունները, որոնք այսօր կազմում են աստղագետների կողմից դիտարկվող հաստ գազային շերտը։
Նոր մոլորակային կատեգորիա
L 98-59 d-ի եզակի բնութագրերը ստիպում են գիտական հանրությանը հաստատել երկնային մարմինների նոր դասակարգում։ Մոլորակը չի համապատասխանում խիտ քարքարոտ սուպերերկրների ավանդական մոդելներին, ոչ էլ հաստ ջրածնային մթնոլորտ ունեցող մինի-Նեպտուններին: Գլոբալ մագմա օվկիանոսով ծծմբային աշխարհի սահմանումը նոր պարամետր է ստեղծում գալակտիկայում մոլորակային բազմազանության համար:
Էկզոմոլորակների հետախուզման ապագան
Իր աստղին այդքան մոտ գտնվող մոլորակի վրա ծծմբով հարուստ մթնոլորտի հաստատումը ցույց է տալիս գազային ծածկույթների առաձգականությունը ծայրահեղ ճառագայթման պայմաններում: Շարունակական հրաբուխը հանդես է գալիս որպես պաշտպանական մեխանիզմ աստղային քամիներից առաջացած մթնոլորտային էրոզիայի դեմ: Enquanto մոլորակը ներքին էներգիա ունի հալած թիկնոցը պահպանելու համար, հրաբխային գազերի արտանետումը կշարունակի փոխարինել տիեզերքում կորցրած մթնոլորտին:
Այս աստղային համակարգի ուսումնասիրությունը կշարունակի մնալ աստղաֆիզիկայի առաջնահերթ թիրախը: L 98-59 d-ի շարունակական դիտարկումը մեզ թույլ կտա կատարելագործել հեղուկի դինամիկայի մոդելները մագմա օվկիանոսներում և ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես է ծծմբի քիմիան գործում ծայրահեղ ջերմաստիճաններում: Կարմիր թզուկների շուրջ այլ համակարգերի քարտեզագրումը կփորձի պարզել, թե արդյոք ծծմբային աշխարհները մեկուսացված անոմալիա են, թե ընդհանուր էվոլյուցիոն փուլ մոլորակների համար, որոնք ենթակա են մակընթացային ինտենսիվ տաքացման:
