Каменистая планета, вращающаяся на экстремально близком расстоянии от своей звезды, по всем расчетам должна быть выжженным куском скалы. Предполагалось, что интенсивное излучение светила давно должно было сдуть ее газовую оболочку. Однако новые наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» опровергли эти представления: экзопланета TOI-561 b, «лавовый мир», окутана плотной атмосферой, которая эффективно отражает падающий на нее свет. Результаты работы опубликованы в Astronomical Journal.
Планета расположена примерно в 280 световых годах от Земли. Она в два раза массивнее нашей Земли и примерно в 1,4 раза шире. Год здесь длится всего 10,7 часа. Из-за приливного захвата TOI-561 b всегда обращена к своей звезде одной стороной, где бушует океан расплавленной магмы. Примечателен и возраст системы: местной звезде не менее 10 миллиардов лет (вдвое старше Солнца), и она бедна тяжелыми элементами.
«Наше открытие бросает вызов современным гипотезам, — отмечает соавтор исследования Анджали Пьетт из Бирмингемского университета. — Мы ожидали, что столь сильно облучаемая планета потеряла атмосферу миллиарды лет назад».
Загадка «прохладной» дневной стороны
Первые намеки на наличие атмосферы появились в 2025 году. Новое же исследование Буше опиралось на непрерывные 37-часовые наблюдения, в ходе которых планета четырежды скрывалась за звездой. Это позволило изучить как дневную, так и ночную стороны экзопланеты, а также отсеять фоновые пульсации самой звезды.
Астрономы рассчитали, что «голая» дневная сторона должна нагреваться до 3000 °C. Однако «Джеймс Уэбб» зафиксировал лишь около 1800°C. Ночная сторона оказалась прогрета до 850 °C — это подтверждает, что газы переносят часть тепла на неосвещенное полушарие, но одного этого процесса недостаточно, чтобы объяснить разницу температур.
Ученые пришли к выводу, что TOI-561 b отражает около 74% падающего на нее света — почти как Венера. Поскольку расплавленная магма не способна на такое альбедо, свет отражает что-то в небесах планеты.
Каменные облака и вулканический океан
Компьютерное моделирование климата показало, что планета окружена мощной атмосферой, давление которой у поверхности в 1–10 раз превышает земное. Главными кандидатами на роль «солнцезащитного крема» стали минеральные облака из диоксида кремния (основа кварца и песка) и силиката магния. Они испаряются с магматического океана и конденсируются на границе дня и ночи, работая как гигантское зеркало.
Химический состав самой газовой оболочки пока неясен. Это может быть плотный слой углекислого газа (как на сверхгорячей Венере) или диоксида серы (по аналогии с вулканическим спутником Юпитера Ио).
Главная загадка — как эта атмосфера удерживается миллиарды лет. Исследователи предполагают, что планета либо обладала колоссальным запасом газов изначально, либо океан жидкой лавы работает как планетарный вулкан, непрерывно подпитывая атмосферу из недр.
Будущие наблюдения на более длинных волнах инфракрасного спектра помогут окончательно определить состав газов и подтвердить наличие каменных облаков.