1547
Космічний телескоп NASA James Webb розкрив нові деталі про розпечену планету-лаву 55 Рака e, де температури достатньо високі, щоб плавити гірську породу. Дані вказують, що планета, найпевніше, має багату на водень атмосферу, сформовану газами, які виходять із її розплавлених надр, з ознаками того, що вулканічне виверження газів може навіть створювати тимчасові хмари. Це рідкісний погляд на хімію та еволюцію одного з найекстремальніших скелястих світів галактики.
Надземлю 55 Рака e (55 Cnc e) розташовано приблизно за 41 світловий рік від Землі. Її радіус — близько 1,88 земного, маса — приблизно 8 земних, а навколо схожої на Сонце зорі вона обертається лише за близько 0,7 дня. Для порівняння: Меркурію на оберт навколо Сонця потрібно 88 днів. Оскільки планета обертається так близько до зорі, науковці вважають, що її поверхня достатньо гаряча, щоб залишатися розплавленою. Результати подали до публікації в Nature Astronomy.
Команда спостерігала п’ять затемнень 55 Рака e за допомогою JWST і порівняла результати з усталеними моделями еволюції скелястих екзопланет, які зазвичай передбачали атмосфери, багаті на чадний газ (CO) і вуглекислий газ (CO2). Натомість нові спостереження вказали на атмосферу з великою кількістю чадного газу, відносно малою — вуглекислого й напрочуд великою кількістю водню.
Дослідники також виявили відмінності між п’ятьма спостереженнями затемнень і припустили, що ці варіації можуть спричинятися вулканічним виверженням газів або хмарами, що утворюються з речовини, вивільненої з надр планети. Такі хмари, за їхнім припущенням, можуть тимчасово охолоджувати поверхню, поки подальше виверження газів їх не розсіє.
Оскільки вторинні атмосфери скелястих планет визначаються складом надр і подальшим виділенням газів, склад атмосфери напряму пов’язаний із внутрішнім «редокс-станом» — хімічним балансом між киснем і воднем чи залізом усередині планети. Для 55 Рака e результати вказують, що водень значно переважає кисень, — це узгоджується з виділенням газів із «відновленого» магматичного океану й пояснює, чому планета має багату на водень атмосферу. Тобто атмосфера відкриває рідкісне «вікно» у хімію надр чужого світу.
Інтерес до планет-лав стрімко зростав останнє десятиліття, у міру відкриття дедалі більшої кількості таких екстремальних світів, хоча саму 55 Рака e виявили ще 2004 року. Серед інших відомих планет-лав — K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d і CoRoT-7 b. Як і 55 Рака e, вони припливно захоплені своїми зорями й зазнають надзвичайних температур; на 55 Рака e розплавлена порода, як вважають, зосереджена на постійно освітленому боці.
Хоча вулканізм є і на супутнику Юпітера Іо, і на планетах-лавах, рушії дуже різні. Вулкани Іо живить припливне нагрівання: величезна гравітація Юпітера постійно розтягує й стискає невеликий супутник. Планети ж на кшталт 55 Рака e нагріваються передусім тому, що обертаються надзвичайно близько до своїх зір, і зоряне тепло плавить породу на поверхні. Продовжуючи використовувати потужні обсерваторії на кшталт JWST, астрономи сподіваються дізнатися ще більше про формування, еволюцію й приховані надра одних із найекстремальніших скелястих планет.
