Екстремально гаряча суперземля зберегла атмосферу всупереч усім моделям — що це означає

Кам’янисті планети, що обертаються дуже близько до своєї зірки, зазвичай швидко втрачають атмосферу. Зоряний вітер і потужне випромінювання мають випаровувати газову оболонку. Проте дослідники виявили виняток: на деяких ультрагарячих «лавових» світах щільна атмосфера все ж зберігається. Найхолодніший відомий представник цього класу може допомогти зрозуміти не лише екзопланети, а й ранню історію Землі.

Синхронне обертання та температурний парадокс

Такі планети через приливні сили майже завжди синхронізовані: одна сторона постійно звернена до зірки, інша — у вічній тіні. На денній півкулі температура часто перевищує 800 °C, і породи плавляться, утворюючи лавові океани. Нічна сторона залишається крижано холодною.

Спостереження показали, що денна сторона деяких лавових планет значно холодніша, ніж очікувалося. Різниця температур свідчить про наявність механізму, який відводить тепло — висотних хмар або щільної атмосфери, що переносить жар на нічний бік. Найімовірніше, працюють обидва процеси.

Саме наявність атмосфери в таких умовах є загадкою. Гаряча поверхня мала б надавати молекулам достатньо енергії, щоб вони долали гравітацію й тікали в космос. Проте систематичне вивчення ультрагарячих світів показало протилежне: щільну атмосферу виявили саме на найекстремальніших об’єктах.

HD 3167 b та значення для розуміння Землі

Екзопланета HD 3167 b стала найхолоднішою з відомих лавових планет з атмосферою. Її радіус приблизно на 60 % більший за земний, а рік триває лише 23 земні години. За розрахунками денна сторона мала б нагріватися понад 2200 °C, але вимірювання показують близько 1500 °C. Різницю найкраще пояснює щільна атмосфера, яка працює як теплообмінник.

Спектроскопічні дані вказують, що атмосфера може містити не лише випарені силікати, а й важчі гази — вуглекислий газ, чадний газ і навіть водяну пару. Це значно ускладнює попередні уявлення про склад таких оболонок.

Дослідження виходить за межі вивчення далеких світів. На ранньому етапі Земля теж була вкрита магматичним океаном після гігантських зіткнень. Інформація про взаємодію лавової поверхні та атмосфери на екзопланетах допоможе точніше моделювати формування земної мантії, атмосфери та перші умови, сприятливі для життя.