Телескоп «Джеймс Уэбб» нашел планету, которая противоречит законам физики

Астрономы получили самые убедительные на сегодняшний день свидетельства существования атмосферы у каменистой планеты за пределами Солнечной системы. Открытие, сделанное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, бросает вызов устоявшимся представлениям о том, как эволюционируют небольшие раскалённые миры.

Команда под руководством специалистов из Института Карнеги изучила планету TOI-561 b — древнюю суперземлю, которая обращается вокруг своей звезды всего за 10,5 часа. Эта планета вдвое массивнее Земли, но совершенно на неё не похожа: она находится в сорок раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, и всегда обращена к светилу одной стороной.

Учёные ожидали, что столь маленькая и горячая планета давно должна была потерять атмосферу. Однако наблюдения показали обратное. Соавтор исследования Николь Уоллак отметила, что полученные данные «переворачивают общепринятые представления о планетах со сверхкоротким периодом обращения».

Наличие атмосферы может объяснять и другую загадку TOI-561 b — её аномально низкую плотность. Планета менее плотная, чем можно было бы ожидать при землеподобном составе. Исследователи рассматривали версию о небольшом железном ядре и лёгких породах мантии, что согласуется со свойствами древней, бедной железом звезды. Однако одна лишь внутренняя структура не объясняла наблюдаемые характеристики.

Прибор NIRSpec телескопа Уэбба измерил температуру дневной стороны планеты: вместо ожидаемых 2700 градусов Цельсия для голой скалы она оказалась около 1760 градусов. Такое значительное охлаждение указывает на активное перераспределение тепла. Ни магматический океан, ни тонкий слой испарившихся пород не соответствовали данным — только плотная атмосфера могла дать такой эффект.

По словам соавтора работы Анджали Пьетт, сильные ветры переносят тепло на ночную сторону, водяной пар и другие газы поглощают излучение, а яркие силикатные облака отражают звёздный свет. При этом учёные пока не понимают, как планета удерживает атмосферу под воздействием интенсивной радиации. Возможно, система находится в равновесии: газы одновременно вырываются наружу и поглощаются обратно магматическим океаном. Соавтор исследования Тим Лихтенберг описал планету как «шар из расплавленной лавы».

Результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.