HD 3167 b: Лавата планета, която обърка всички учени

Трябва да си призная — когато за първи път прочетох за това откритие, го препрочетох три пъти. Просто не можех да повярвам.

Планета толкова гореща, че повърхността ѝ е разтопена скала. Температури, при които Венера изглежда като приятен пролетен ден. И въпреки това... има атмосфера.

Да, и моят мозък реагира по същия начин.

Какво знаем за HD 3167 b

На около 154 светлинни години в съзвездието Риби има планета, която прави нещо, което учените не очакваха. HD 3167 b е скалиста супер-Земя — вероятно с подобен състав на нашата планета. Обикаля около звездата си толкова близо, че една година там трае точно един земен ден. Представяш ли си? Всички рождени дни и празници в едно въртене на Земята!

Защото е толкова близо до звездата, страната към нея е буквално изпепелена от жега. Става дума за температури, при които скалите се държат в течно състояние. Тези планети ги наричат "светове от лава" и определено не са места, на които бихме искали да почиваме.

Ето обаче какво: според всичко, което знаехме за планетологията, HD 3167 b изобщо не би трябвало да има атмосфера.

Защо учените са толкова изненадани?

Нека обясня защо това откритие е толкова важно.

Когато една планета обикаля толкова близо до звездата си, стават две лоши неща. Първо, гравитацията и радиацията на звездата откъсват части от атмосферата на планетата — процес, който учените наричат "атмосферно изтичане". Второ, интензивната звездна светлина бомбардира планетата с високоенергийни фотони, които буквално изхвърлят молекули от атмосферата в космоса.

Колкото по-близо орбитираш, толкова по-силни стават тези ефекти. Представи си, че се опитваш да задържиш балона си, докато някой го пръска с маркуч.

"Най-изненадващото е, че колкото по-близо орбитира скалистата планета до звездата си, толкова по-трудно би трябвало да има атмосфера," обяснява Едвин Кайт, доцент в Чикагския университет и съавтор на изследването. "Но изглежда, че много от тези светове от лава я имат."

Това откритие, публикувано в The Astrophysical Journal Letters, е най-студеният свят от лава, за който имаме доказателства за атмосфера. Това е важно, защото учените се опитват да разберат точно къде е температурната граница между планетите, които могат да задържат атмосферата си, и тези, които не могат.

Как изобщо откриваш атмосфера на планета на 154 светлинни години?

Тук става интересно.

Изследователският екип използва космическия телескоп "Джеймс Уеб", за да изучи HD 3167 b с техника, наречена "вторично затъмнение". Представи си го така: когато планетата премине зад звездата, учените измерват колко обща светлина се блокира. После сравняват това с момента, когато планетата е видима пред звездата.

Разликата им показва колко инфрачервена светлина идва от самата планета — а това разкрива температурата ѝ.

Ето и ключовият момент: ако планетата няма атмосфера, нейната дневна страна (тази, обърната към звездата) би трябвало да се нагрее до максималната теоретична температура, базирана на разстоянието ѝ до звездата и колко отразяваща е. Без атмосфера няма нищо, което да разпределя тази топлина.

Но ако планетата има атмосфера, нещата се променят. Атмосферата действа като огромно одеяло и/или климатик, преразпределяйки топлината към нощната страна и евентуално отразявайки част от звездната светлина. Това поддържа дневната страна по-хладна, отколкото би била иначе.

И точно това откриха учените при HD 3167 b. Планетата е забележимо по-хладна, отколкото се очакваше — силно доказателство, че нещо действа като термичен буфер, което означава атмосфера.

От какво може да е направена тази атмосфера?

Тук става наистина интересно, защото навлизаме в територия, която надхвърля очакванията на учените.

Преди това изследване учените смятаха, че всяка атмосфера на тези свръх-горещи светове от лава ще е съставена от изпарена скала — основно силикатни минерали, които са се изпарили от повърхността и са образували тъньк слой около планетата.

Но колкото повече гледат, толкова повече доказателства се натрупват, че някои от тези атмосфери може да съдържат по-тежки газове като въглероден диоксид, въглероден оксид или дори водни пари.

"Това е страхотен резултат, защото показва, че скалисти планети могат да задържат атмосфери в екстремни условия," отбелязва Кайт. "Тези планети са твърде горещи за живот, но като ги изучаваме, можем да разберем процесите, важни за други скалисти светове."

Защо да ни интересува планета, на която нищо не може да оцелее?

Знам какво може би си мислиш: "Яко, но какво от това?"

Ето защо намирам тези неща за вълнуващи: ние живеем на скалиста планета с атмосфера и нямаме представа защо Земята успя да задържи своята, а други светове — не. Разбирането на тези екстремни случаи помага на учените да изграждат по-добри модели за планетната еволюция.

По същество използваме тези светове от лава като природни лаборатории за разбиране на атмосферното поведение. Авторите на изследването отбелязват, че ранната Земя може би е изглеждала като един от тези светове преди милиарди години. Така че по определен начин изучаването на тези адски планети може да ни помогне да разберем историята на собствения ни свят.

И нека бъдем честни — космосът просто е готин. Продължаваме да откриваме планети, които не би трябвало да съществуват според моделите ни, а това означава, че разбирането ни за вселената постоянно се развива. Как да не ни хареса това?

Изследователският екип планира последващи наблюдения и това е само първият резултат от програма, която ще изследва общо 10 свръх-горещи свята от лава. Целта е да се разбере дали има критичен температурен праг, при който планетите преминават от липса на атмосфера към наличие на такава.

Остани с нас. Вселената продължава да намира начини да ни изненадва.