Исследователи, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба, обнаружили атмосферные газы вокруг 55 Рака e - горячей каменистой экзопланеты, расположенной в 41 световом году от Земли. Это лучшее на сегодняшний день свидетельство существования атмосферы у каменистой планеты за пределами нашей Солнечной системы.
Сверхгорячая суперземля 55 Рака e
55 Рака e, также известная как Янссен, является одной из пяти известных планет, обращающихся вокруг солнцеподобной звезды 55 Рака (лат. 55 Cancri, 55 Cnc) в созвездии Рака. Эта планета, диаметром почти в два раза больше Земли и немного большей плотностью, относится к классу суперземель: крупнее Земли, но меньше Нептуна, и, вероятно, по своему составу похожа на каменистые планеты нашей Солнечной системы.
Однако назвать 55 Рака e просто «каменистой» может быть не совсем верно. Она обращается вокруг своей звезды на таком близком расстоянии (около 2,25 миллионов километров, что в двадцать пять раз меньше расстояния между Меркурием и Солнцем), что ее поверхность, вероятно, расплавлена - бурлящий океан магмы. Из-за столь тесной орбиты планета, скорее всего, также приливного захвата. То есть одна сторона постоянно обращена к звезде, а другая - в вечной темноте.
Неожиданно низкая температура
Первым признаком того, что 55 Рака e может иметь существенную атмосферу, стали измерения температуры, основанные на ее тепловом излучении, или тепловой энергии, выделяемой в виде инфракрасного света. Если бы планета была покрыта темной магмой с тонким покровом испаренных пород или вообще без атмосферы, дневная сторона должна была бы нагреваться примерно до 2200 градусов Цельсия.
Однако данные инструмента MIRI показали относительно низкую температуру - около 1540 градусов Цельсия. Это очень сильное указание на то, что энергия передается с дневной стороны на ночную, скорее всего, благодаря атмосфере, богатой летучими веществами. Потоки лавы могут переносить некоторое количество тепла на ночную сторону, но для объяснения охлаждающего эффекта их эффективность недостаточна.
Изучив данные NIRCam, команда обнаружила закономерности, характерные для атмосферы, богатой летучими веществами.
«Мы видим признаки падения спектра между 4 и 5 микронами - до телескопа доходит меньше этого света. Это говорит о наличии атмосферы, содержащей угарный газ или двуокись углерода, которые поглощают эти длины волн света», - поясняет соавтор исследования Аарон Белло-Аруфе из JPL НАСА.
Планета без атмосферы или с атмосферой, состоящей только из испаренных пород, не имела бы этой специфической спектральной особенности.
Возможное окно в прошлое
Хотя 55 Рака e слишком горячая, чтобы быть обитаемой, исследователи считают, что она может стать уникальным окном для изучения взаимодействия атмосфер, поверхностей и внутренних частей каменистых планет, а также дать представление о ранних условиях Земли, Венеры и Марса, которые, как полагают, когда-то были покрыты океанами магмы.
«В конечном счете, мы хотим понять, какие условия позволяют каменистой планете удерживать газовую атмосферу - ключевой ингредиент для обитаемой планеты», - говорят исследователи.
