Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAНекоторые раскалённые экзопланеты, покрытые океанами лавы, могут сохранять плотную атмосферу миллиарды лет, несмотря на то что находятся очень близко к своим звёздам. К такому выводу пришли исследователи Стэнфордского университета, смоделировав взаимодействие расплавленной поверхности планет с их атмосферой.
Принято считать, что мощное излучение звезды должно постепенно срывать газ с таких близких к звёздам планет и уносить его в космос. Однако расплавленная порода на поверхности теоретически может замедлять этот процесс. Газы из недр планеты растворяются в лаве и выделяются обратно в атмосферу, компенсируя её потерю.
Чтобы это проверить, исследователи использовали модель, которая учитывает сразу несколько процессов: выход газов из недр планеты, их потерю в космос, обмен газами между атмосферой и расплавленной породой, а также постепенное охлаждение и затвердевание лавы.
Расчёты помогли скорректировать и расширить гипотезу так называемой «космической береговой линии» (cosmic shoreline). Так называется граница, которая показывает, насколько близко каменистая планета может находиться к своей звезде и при этом сохранять атмосферу. Но данные наблюдений показывали, что некоторые лавовые миры находятся значительно ближе этой границы и всё же имеют плотные атмосферы.
Яркий пример - экзопланета 55 Cancri e, которая почти в восемь раз массивнее Земли. Она обращается вокруг своей звезды примерно в 20 раз ближе, чем Меркурий от Солнца. Наблюдения телескопа Джеймса Уэбба в 2024 году показали, что у неё, вероятно, есть очень плотная атмосфера.
Новая модель как раз объясняет такие случаи. У самых горячих планет поверхность остаётся расплавленной, и лава продолжает обмениваться газами с атмосферой. Если количество газа, поступающего из недр, примерно соответствует количеству, которое уносится в космос, атмосфера может сохраняться очень долго. Для этого режима учёные предложили название «космическая отмель» (cosmic sandbar).
Планеты между «космической отмелью» и «космической береговой линией» теряют атмосферу, но уже не могут восполнять её за счёт газов из недр. После формирования они остывают и затвердевают достаточно быстро, поэтому поступление газа из недр прекращается. В результате потеря атмосферы под действием излучения звезды начинает преобладать, и планета постепенно остаётся без неё. Исследователи называют эту область «долиной без атмосферы» (airless valley).
По расчётам, в область «космической отмели» чаще всего попадают массивные суперземли с поверхностью из расплавленной породы. Более далёкие планеты вроде Меркурия остывают быстрее, лава затвердевает, а газы оказываются заперты под поверхностью. Они уже не могут эффективно восполнять атмосферу.
Таким образом, наличие атмосферы у планеты зависит не только от расстояния до звезды. Важны также её масса, температура, состав недр и то, остаётся ли поверхность расплавленной. Исследователи считают, что уточнённая модель поможет лучше выбирать экзопланеты для дальнейших наблюдений.
https://dx.doi.org/10.3847/2041-8213/ae9743