Из чего состоит землеподобная экзопланета, есть ли у неё атмосфера, какова температура на её поверхности? Обычно астрономы лишь строят об этом предположения, основываясь на косвенных данных, таких как масса и радиус планеты и её удалённость от звезды. Теперь астрономы напрямую изучили излучение такого мира, выяснив, есть ли у него газовая оболочка и каков состав поверхности.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature группой астрономов из США.
Речь идёт о планете LHS 3844 b, открытой в 2018 году телескопом TESS. Она расположена в 48,6 светового года от Солнца и имеет радиус в 1,3 земных. Экзопланета обращается вокруг красного карлика LHS 3844. К этому типу относится более 70% звёзд в Галактике, поэтому изучение их планетных систем особенно интересно.
Красные карлики намного холоднее Солнца, но на них случаются куда более частые и мощные вспышки, чем на нашем светиле. Во время таких катаклизмов планеты обдаёт потоками плазмы, которые, по некоторым расчётам, способны "сдирать" с экзопланет атмосферы.
Но так ли это в действительности? Теоретики спорят об этом, а наблюдательных данных крайне мало, ведь газовую оболочку трудно заметить в телескоп.
Всего два года назад учёные впервые обнаружили землеподобный мир с явными признаками атмосферы. LHS 3844 b, похоже, представляет собой другой крайний случай: первую землеподобную планету, у которой газовой оболочки явно нет.
Такой вывод астрономы сделали, наблюдая экзопланету с помощью инфракрасного телескопа Spitzer. Они выделили излучение самой планеты из потока лучей звезды. Это крайне редко удаётся сделать, особенно для небольших миров. В данном случае учёным помог тот факт, что звезда LHS 3844 прохладная и близкая.
LHS 3844 b так близка к своему солнцу, что "год" на ней длится 11 земных часов. Из-за этого она всегда повёрнута к своей звезде одной стороной. Другими словами, в одном полушарии царит вечный день, а в другом – вечная ночь.
К земному же наблюдателю она поворачивается разными сторонами. Поэтому есть возможность оценить температуру поверхности на обеих сторонах по потоку инфракрасного излучения.
Наблюдения показали, что температура дневной стороны планеты составляет 700 ± 40 °C, в то время как на ночной стороне она близка к абсолютному нулю. Такой контраст явно указывает на то, что у LHS 3844 b нет сколько-нибудь значительной газовой оболочки. В противном случае на планете бушевали бы ураганы, переносящие тепло из горячего полушария в холодное.
"Температурный контраст [между полушариями] на этой планете настолько велик, насколько это возможно, – говорит Лаура Крейдберг (Laura Kreidberg) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, первый автор нового исследования. – Это прекрасно сочетается с нашей моделью "голого камня" без атмосферы".
Говоря точнее, в свете этих данных существование газовой оболочки с давлением в 1–10 земных астрономы считают крайне маловероятным. А более тонкая атмосфера, по их оценкам, неизбежно улетучится под действием вспышек местного солнца.
LHS 3844 b – вероятно, самая маленькая планета, для которой астрономы установили наличие или отсутствие атмосферы напрямую по её излучению.
Таким образом, доказано, что вблизи красных карликов планеты действительно могут оставаться без атмосферы. Конечно, это не означает, что их обязательно постигает эта участь. Можно обратить внимание, насколько разнообразны атмосферы землеподобных планет в Солнечной системе: на Марсе атмосферное давление в сотни раз меньше земного, а на Венере – напротив, почти в сто раз больше.
Астрономы также определили примерный состав поверхности планеты, ориентируясь на её отражательную способность. Судя по этому параметру, LHS 3844 b покрыта базальтом. Это крайне распространённая на Земле и в Солнечной системе вулканическая порода из которой состоят, например, лунные моря.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об атмосфере планеты, которая может вскипятить металл.
