Космический телескоп «Джеймс Уэбб» предоставил первые данные, свидетельствующие о потенциальном наличии атмосферы у одной из наиболее экстремальных каменных экзопланет. Анализ наблюдений раскалённого мира TOI-431b указывает на то, что его поверхность не способна полностью объяснить зафиксированное тепловое излучение, что позволяет предположить наличие тонкой атмосферной оболочки.

TOI-431b расположена приблизительно в 72 световых годах от Земли и совершает оборот вокруг своей звезды на значительном расстоянии. Продолжительность года на этой планете составляет всего около половины земных суток, что обуславливает постоянное воздействие интенсивного излучения со стороны её родительской звезды.

Эта планета классифицируется как сверхгорячий каменный мир. Температура на освещённой стороне достигает примерно 2000 К, и, вероятно, представляет собой раскалённый океан магмы или расплавленных горных пород. В таких условиях большинство лёгких газов обычно быстро рассеиваются в космическом пространстве, поэтому обнаружение даже минимальных признаков атмосферы стало неожиданным открытием.

Учёные использовали прибор MIRI на борту «Джеймса Уэбба» для измерения интенсивности теплового излучения TOI-431b во время прохождения планеты за звездой, известного как вторичное затмение. Телескоп зарегистрировал изменение яркости системы в размере всего 81 части на миллион (ppm).

Анализ полученных данных позволил учёным определить температуру освещённой стороны планеты приблизительно в 1967 Кельвинов. Этот показатель оказался ниже прогнозируемого для каменного объекта без атмосферы, получающего столь значительное количество энергии от своей звезды.

Одной из вероятных интерпретаций является то, что наличие атмосферы способствует перераспределению тепла с дневной стороны планеты на её ночную сторону. Даже крайне разрежённая оболочка, состоящая из тяжёлых веществ, например, паров минералов, способна оказывать влияние на температурный баланс такого объекта.

Вместе с тем, исследователи акцентируют внимание на том, что атмосфера TOI-431b пока не была зафиксирована непосредственно. Зарегистрированный сигнал обладает ограниченной статистической достоверностью, поэтому речь идёт о признаках, указывающих на потенциальное наличие атмосферы, а не о её окончательном подтверждении.

TOI-431b вызывает особый интерес у специалистов по планетам, поскольку демонстрирует, как долго атмосфера может сохраняться у каменных планет, находящихся в условиях экстремального воздействия. Изучение подобных миров даёт возможность исследовать процессы потери вещества, вулканическую активность и взаимодействие планет с интенсивным излучением молодых звёзд.

В дальнейшем дополнительные исследования, проводимые с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», позволят установить, обладает ли экзопланета TOI-431b атмосферой и какие вещества ее формируют. В случае подтверждения этой гипотезы, она станет одним из наиболее перспективных объектов для изучения атмосферы планет земного типа за пределами Солнечной системы.

Исследование опубликовано в виде препринта на arXiv.