Астрономы, работающие с космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), сделали открытие, которое кардинально меняет привычные подходы к классификации планет, расположенных за пределами Солнечной системы. Ранее полагалось, что небольшие экзопланеты могут быть либо каменистыми, так называемыми «суперземлями», либо мини-нептунами, имеющими плотную газовую атмосферу. Тем не менее, новое исследование, которое появилось 16 марта в журнале Nature Astronomy, выявило совершенно новый тип небесных тел — «серный мир», чья поверхность характеризуется глобальным и, вероятно, постоянным океаном расплавленной лавы.
В качестве объекта исследования была выбрана планета L 98-59 d, находящаяся на удалении около 35 световых лет от Земли. Изначально она не представляла особого интереса и относилась к обычным каменистым планетам. Однако результаты, полученные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, поразили ученых из Оксфордского университета. Плотность планеты, чей размер составляет приблизительно 1,6 радиуса Земли, оказалась неожиданно низкой, а ее атмосфера – насыщенной сероводородом, что привело к неработоспособности существующих моделей. Данный химический состав свидетельствует о значительно более активной и сложной структуре, чем просто скальная порода.
Обнаружение объекта L 98-59 d ставит под сомнение традиционное разделение планет на каменистые и газовые, содержащие лед, и открывает возможности для переосмысления роли серы в формировании планет. По словам ведущего автора исследования, доктора Харрисона Николса, профессора физики Оксфордского университета, данная находка указывает на то, что существующие классификации для описания малых планет могут быть излишне упрощенными. Несмотря на то, что эта раскаленная планета, вероятно, не поддерживает жизнь, она ярко демонстрирует поразительное разнообразие планетных систем за пределами Солнечной.
Используя компьютерное моделирование, исследователи реконструировали эволюционное развитие L 98-59 d. Оказалось, что эта планета – не просто раскаленный камень, а, скорее, жидкий мир. Под разреженной оболочкой располагается обширный океан расплавленного силиката, достигающий тысяч километров в глубину. Этот магматический океан выступает в роли огромного внутреннего хранилища серы, непрерывно выбрасывающего в атмосферу газы, содержащие серу, в том числе сероводород (известный своим запахом тухлых яиц.
Ключевым фактором, обеспечивающим существование атмосферы у экзопланеты L 98-59 d, является внутренний цикл переработки веществ. Несмотря на сильное рентгеновское излучение от звезды, которое, по всей видимости, должно было рассеять газовую оболочку, непрерывная вулканическая активность мантии постоянно восполняет ее. Под воздействием ультрафиолетового излучения звезды в верхних слоях атмосферы образуется диоксид серы, в то время как глубоко расположенный океан магмы действует как накопитель, удерживая и высвобождая летучие соединения на протяжении миллиардов лет. Из этого можно сделать вывод, что планета, возможно, прошла эволюционный путь от более массивного «субнептуна» до ее текущего состояния.
Несмотря на то, что путешествие на планету с атмосферой, схожей с утечкой газа, сложно назвать привлекательным туристическим опытом, L 98-59 d представляет собой значительную научную ценность. Эта планета позволяет взглянуть в прошлое, поскольку все каменистые планеты, включая Землю и Марс, изначально представляли собой расплавленные миры. Исследование L 98-59 d даёт ученым исключительную возможность понять, как океаны магмы влияют на формирование атмосферы, которая впоследствии определяет, сможет ли планета поддерживать жизнь или нет. По словам доктора Ричарда Чаттерджи, компьютерное моделирование позволяет фактически откатить время и изучить эволюцию этой необычной экзопланеты. Благодаря поступающим данным с JWST и планируемым миссиям, таким как Ariel и PLATO, астрономы готовятся к новым, потенциально еще более удивительным открытиям.