Исследователи обнаружили экзопланету, покрытую глубокими океанами из расплавленной породы и серной атмосферой. Эти два явления взаимосвязаны.
Вокруг звезды L 98-59, расположенной в 35 световых годах от нас, обращается ранее неизвестный тип планеты. Спустя почти пять миллиардов лет после своего образования, она до сих пор покрыта океаном расплавленной породы глубиной в тысячи километров. Об этом сообщила международная группа исследователей на основе наблюдений и компьютерного моделирования.
L 98-59 — это красный карлик, примерно в треть меньше нашего Солнца. Красные карлики представляют особый интерес для астрономов, поскольку вокруг них часто обращаются небольшие каменистые планеты по очень тесным орбитам. Система L 98-59 не исключение: наблюдения с помощью космического телескопа TESS в 2019 году привели к открытию трех планет – обозначенных как b, c и d – с периодами обращения 2,25, 3,69 и 7,45 дней соответственно. В 2021 году наблюдения с Очень Большим Телескопом (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили подтвердили существование еще одной планеты, L 98-59 e, с периодом обращения 12,83 дня. В 2025 году этот же телескоп предоставил данные, указывающие на наличие пятой планеты в этой системе.
Однако третья планета (L 98-59 d) поставила астрономов в тупик: при своих размерах – ее диаметр примерно в полтора раза больше диаметра Земли – ее масса, а следовательно, и средняя плотность, оказались необычно низкими для каменистой планеты. Средняя плотность Земли примерно в 2,6 раза выше, чем у L 98-59 d.
Образование с необычно высоким содержанием воды и серы
До сих пор астрономы предлагали два объяснения для подобных планет: либо это газовые карлики – небольшие каменистые планеты с раздутой атмосферой из водорода и гелия; либо это водные миры, состоящие преимущественно из жидкой и замерзшей воды, что объясняет их низкую плотность.
Однако, как показали наблюдения Харрисона Николлса из Кембриджского университета и его команды с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, L 98-59 d окружена плотной атмосферой с высоким содержанием серных соединений. Это не согласуется ни с одной из двух ранее предложенных моделей, поскольку они не объясняют происхождение серы.
Поэтому команда смоделировала формирование и эволюцию планеты, исходя из различных химических составов. Соответствие всем наблюдательным данным – размеру планеты, ее низкой плотности и наличию серы в атмосфере – было достигнуто только при очень специфических условиях: планета должна была образоваться с необычно высоким содержанием воды и серы.
«Эта расплавленная планета отражает разнообразие миров»
Как показывают симуляции, такой состав до сегодняшнего дня приводит к сильному взаимодействию между внутренней частью планеты и ее атмосферой. Над небольшим железным ядром планета, по всей видимости, имеет глубокий океан из жидкой породы. Этот магматический океан постоянно выделяет водород и серу, поддерживая плотную атмосферу вокруг планеты. В свою очередь, эта плотная атмосфера создает очень сильный парниковый эффект, который повышает температуру на планете до такой степени, что магматический океан сохраняется до сих пор.
Итак, у L 98-59 d вообще нет твердой поверхности? «Точно сказать нельзя», — объясняет Николлс. Однако, по словам исследователя, там нет толстой твердой коры, подобной земной, с континентальными плитами и тектоникой плит. «Мы ожидаем, что существует лишь тонкая корка из темной породы, похожая на застывшие лавовые озера на Земле». Поскольку планета, вероятно, находится в приливном захвате, всегда обращаясь к своей звезде одной стороной, эта скалистая корка на дневной стороне может быть тоньше, чем на ночной.
«Наше открытие предполагает, что категории, которые астрономы использовали до сих пор для описания малых планет, слишком просты», – подчеркивает Николлс. «Эта расплавленная планета отражает огромное разнообразие миров, существующих за пределами Солнечной системы».
