Οι αστρονόμοι εντόπισαν εκπληκτικά χαρακτηριστικά στον εξωπλανήτη L 98-59 d, που βρίσκεται 35 έτη φωτός από το Terra. Το ουράνιο σώμα, περίπου 1,6 φορές το μέγεθος του πλανήτη μας, έχει πυκνότητα πολύ μικρότερη από την αναμενόμενη για μια καθαρά βραχώδη και μεταλλική σύνθεση. Το Dados που ελήφθη από τον Telescópio Espacial James Webb μας επέτρεψε να συμπεράνουμε ότι το εσωτερικό του πλανήτη φιλοξενεί έναν μόνιμο παγκόσμιο ωκεανό από μάγμα. Η δομή Essa εξηγεί τη διατήρηση πτητικών όπως το θείο και το υδρογόνο για δισεκατομμύρια χρόνια.
- Ο πλανήτης περιφέρεται γύρω από ένα μικρό κόκκινο αστέρι στο σύστημα L 98-59
- Οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις δείχνουν την παρουσία υδρόθειου στην ατμόσφαιρα
- Τα υπολογιστικά μοντέλα επιβεβαιώνουν το κλάσμα σύντηξης περίπου 45% στον μανδύα
Η ανακάλυψη αναφέρθηκε λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Astronomy στις 16 Μαρτίου 2026. Η χαμηλή πυκνότητα που καταγράφηκε, κοντά στα 2,2 g/cm³ σε ορισμένες εκτιμήσεις, δεν ταιριάζει σε συμβατικά μοντέλα βραχωδών πλανητών. Αντίθετα, δείχνει ένα εσωτερικό πλούσιο σε λιωμένο υλικό που λειτουργεί ως δεξαμενή για πτητικά στοιχεία.
Η εσωτερική σύνθεση εκπλήσσει τους ερευνητές
Ο μανδύας του πλανήτη αποτελείται από λιωμένο πυριτικό άλας, υλικό παρόμοιο με τη λάβα που παρατηρείται στις ηφαιστειακές εκρήξεις στο Terra. Ο ωκεανός μάγματος Esse εκτείνεται σε βάθος χιλιάδων χιλιομέτρων και παραμένει σε υγρή κατάσταση λόγω της παλιρροιακής θέρμανσης και άλλων εσωτερικών διεργασιών. Η δομή επιτρέπει στο θείο να παραμένει διαλυμένο στο εσωτερικό του για μεγάλες γεωλογικές περιόδους.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η μειωμένη πυκνότητα του L 98-59 d έρχεται σε αντίθεση με αυτό που θα περίμενε κανείς για ένα σώμα του μεγέθους του. Το Enquanto έως το Terra έχει μέση πυκνότητα περίπου 5,5 g/cm³, ο εξωπλανήτης καταγράφει σημαντικά χαμηλότερες τιμές. Η ασυμφωνία Essa οδήγησε την ομάδα να απορρίψει τα σενάρια για τον κόσμο του νερού ή του νάνου αερίου. Το μοντέλο που ταιριάζει καλύτερα υποδεικνύει έναν λιωμένο μανδύα ικανό να συγκρατεί πτητικά.
Η πλούσια σε υδρογόνο και υδρόθειο ατμόσφαιρα συμπληρώνει την εσωτερική εικόνα. Η υπεριώδης ακτινοβολία Radiação από τον αστέρα-ξενιστή πυροδοτεί φωτοχημικές αντιδράσεις που παράγουν διοξείδιο του θείου στα ανώτερα στρώματα. Η διαδικασία Esse μοιάζει με το σχηματισμό όζοντος στο Terra, αλλά συμβαίνει σε ένα χημικά αναγωγικό και καυστικό περιβάλλον.
https://twitter.com/Galaxies4k/status/2035048202563436900?ref_src=twsrc%5EtfwΗ ατμόσφαιρα αποκαλύπτει ενεργές φωτοχημικές διεργασίες
Τα φάσματα διέλευσης που συλλαμβάνονται από το James Webb δείχνουν ότι το υδρόθειο κυριαρχεί στην ατμοσφαιρική σύνθεση. Το φως του αστεριού μετατρέπει μέρος αυτού του αερίου σε διοξείδιο του θείου μέσω αντιδράσεων που ενεργοποιούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Το φαινόμενο επιβεβαιώνει την αλληλεπίδραση μεταξύ του λιωμένου εσωτερικού και των εξωτερικών στρωμάτων του πλανήτη.
Ο ωκεανός μάγμα λειτουργεί ως συνεχής πηγή απαέρωσης, απελευθερώνοντας πτητικά που διατηρούν το πάχος της ατμόσφαιρας. Η δυναμική του Essa διαφέρει από τους πλανήτες που χάνουν γρήγορα τα αέρια τους στο διάστημα. Στην περίπτωση του L 98-59 d, η εσωτερική δεξαμενή υποστηρίζει τη διατήρηση υδρογόνου και θείου για δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα εξελικτικά μοντέλα δείχνουν ότι ο πλανήτης έχει υποστεί κοσμική ψύξη σε συνδυασμό με ατμοσφαιρική διάβρωση. Apesar Επιπλέον, ο τηγμένος μανδύας παραμένει ενεργός και διατηρεί ένα σημαντικό κλάσμα τετηγμένου υλικού. Η διαμόρφωση εξηγεί γιατί το ουράνιο σώμα δεν ταιριάζει στις παραδοσιακές κατηγορίες των εξωπλανητών.
Η χαμηλή πυκνότητα δείχνει μια δεξαμενή πτητικών
Προηγούμενες μετρήσεις έδειξαν μάζα ισοδύναμη με 1,64 φορές αυτή του Terra και ακτίνα 1,627 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Ο συνδυασμός αυτών των τιμών έχει ως αποτέλεσμα μια πυκνότητα ασύμβατη με καθαρό σιδερένιο πυρήνα και συμπαγή βράχο μανδύα. Οι διεθνείς προσομοιώσεις Equipes έχουν προσαρμοστεί ώστε να περιλαμβάνουν υψηλή αρχική περιεκτικότητα σε θείο και υδρογόνο.
Το αποτέλεσμα αποκαλύπτει ότι περισσότερο από το 1,8% της αρχικής μάζας του πλανήτη μπορεί να αποθηκευτεί με τη μορφή πτητικών. Parte του υδρογόνου και του άνθρακα μετανάστευσαν στην ατμόσφαιρα, ενώ το θείο παραμένει ως επί το πλείστον διαλυμένο στο μάγμα. Η κατανομή Essa διαφοροποιεί τον L 98-59 d από άλλους κόσμους που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα.
Οι αστρονόμοι υπογραμμίζουν ότι ο πλανήτης βρίσκεται κοντά στη λεγόμενη «τάφρο ακτίνας», μια περιοχή όπου οι υπερ-Γαίες και οι μίνι-Ποσειδώνες χωρίζονται σε διακριτούς πληθυσμούς. Η παρουσία ενός μόνιμου ωκεανού μάγματος προσφέρει νέα εικόνα για τους μηχανισμούς που διαμορφώνουν αυτή τη διαίρεση.
Οι παρατηρήσεις από το James Webb ενισχύουν τη νέα κατηγορία
Τα δεδομένα φασματοσκοπικής διέλευσης που ελήφθησαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο συνδυάστηκαν με παρατηρήσεις από επίγεια τηλεσκόπια. Η ενσωμάτωση επέτρεψε τη βελτίωση των φυσικών παραμέτρων του εξωπλανήτη και τη δοκιμή πολλαπλών σεναρίων σύνθεσης. Το μοντέλο Nenhum ξηρού ή υδάτινου πλανήτη εξήγησε επαρκώς τα σήματα που ανιχνεύθηκαν.
Η ομάδα με επικεφαλής τους ερευνητές Universidade και Oxford κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το λιωμένο εσωτερικό αντιπροσωπεύει μια εναλλακτική εξελικτική πορεία για βραχώδεις πλανήτες. Η διαδικασία περιλαμβάνει παρατεταμένη κατακράτηση πτητικών στο μανδύα, ακολουθούμενη από σταδιακή απαέρωση που τροφοδοτείται στην ατμόσφαιρα. Η τροχιά Essa ευθυγραμμίζεται με τις τάσεις που παρατηρούνται σε έρευνες όπως το California-Kepler Survey.
Η παλιρροϊκή θέρμανση που προκαλείται από την εγγύτητα με το κόκκινο αστέρι συμβάλλει στη διατήρηση του μανδύα σε μερικώς λιωμένη κατάσταση. Το εκτιμώμενο κλάσμα τήξης 45% δείχνει ότι ένα μεγάλο μέρος του πυριτικού παραμένει υγρό ακόμα και μετά από δισεκατομμύρια χρόνια πλανητικής εξέλιξης.
Συνέπειες για την κατανόηση των βραχωδών εξωπλανητών
Η μελέτη καθιερώνει το L 98-59 d ως ένα πρώιμο παράδειγμα μιας προηγουμένως άγνωστης κατηγορίας υπερθερμασμένων κόσμων. Τα σώματα Esses συνδυάζουν μια καμένη επιφάνεια, έναν παγκόσμιο μανδύα μάγματος και μια ατμόσφαιρα εμπλουτισμένη με ενώσεις θείου. Η διαμόρφωση αμφισβητεί προηγούμενες ταξινομήσεις που βασίζονται αποκλειστικά στο μέγεθος και την πυκνότητα.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι οι εσωτερικές και περιβαλλοντικές διεργασίες συνεργάζονται για να δημιουργήσουν την ποικιλομορφία που παρατηρείται μεταξύ των υπερ-γαιών και των υπο-Ποσειδώνων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση του L 98-59 d, ο ωκεανός μάγματος λειτουργεί ως χημικό ρυθμιστικό διάλυμα που ρυθμίζει την απελευθέρωση αερίων κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου.
Μελλοντικές παρατηρήσεις με το James Webb και άλλα όργανα θα μπορούσαν να χαρτογραφήσουν τις διακυμάνσεις στην ατμόσφαιρα και να επιβεβαιώσουν την ακριβή έκταση της δεξαμενής τήγματος. Προς το παρόν, τα διαθέσιμα δεδομένα καταδεικνύουν ήδη ότι οι πλανήτες με παρόμοια χαρακτηριστικά μπορεί να είναι πιο συνηθισμένοι από ό,τι φανταζόμασταν.
Το σύστημα L 98-59 προσφέρει φυσικό εργαστήριο
Ο εξωπλανήτης είναι μέρος ενός συστήματος με πολλαπλά σώματα που περιφέρονται γύρω από τον ίδιο κόκκινο νάνο αστέρα. Η διαμόρφωση επιτρέπει άμεσες συγκρίσεις μεταξύ πλανητών διαφορετικών μεγεθών και συνθέσεων στο ίδιο αστρικό περιβάλλον. Ο L 98-59 d ξεχωρίζει ως ο πιο εξωτερικός από τους επιβεβαιωμένους πλανήτες του συστήματος.
Το αστέρι ξενιστής, με μικρότερη μάζα και θερμοκρασία από το Sol, εκπέμπει ενέργεια με τρόπο που διατηρεί τον πλανήτη σε μια ζώνη έντονης θέρμανσης. Η τροχιακή εγγύτητα Essa ευνοεί την παλιρροιακή θέρμανση που βοηθά στη διατήρηση της λιωμένης κατάστασης του μανδύα. Ο Astrônomos σχεδιάζει πρόσθετες παρατηρήσεις για να βελτιώσει την κατανόηση ολόκληρης της δυναμικής του συστήματος.
Η ανακάλυψη ενισχύει τον ρόλο του James Webb ως εργαλείου ικανού να διερευνά την ατμόσφαιρα και το εσωτερικό μακρινών εξωπλανητών με πρωτοφανή ακρίβεια. Τα νέα δεδομένα Cada συμβάλλουν στην ανακατασκευή των διαδικασιών που σχηματίζουν και εξελίσσουν κόσμους πέρα από το Sistema Solar.