«Джеймс Уэбб» впервые обнаружил плотную атмосферу на скалистой суперземле

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» сделал открытие, которое сыграет важную роль в понимании формирования планет. А также в технологиях определения газового состава атмосфер экзопланет, в том числе и потенциально пригодных для жизни. Впрочем, планету 55 Cancri e к таким отнести нельзя.

Эта суперземля находится в системе на расстоянии примерно 41 световой год от нас. Система интересна сама по себе. Она состоит из пары небольших звёзд, самой яркой из которых является 55 Cancri A. Вокруг неё как раз вращается эта планета. Всего в системе открыто их пять.

Экзопланета 55 Cancri e была обнаружена в 2004 году и с тех пор исследовалась разными инструментами. Астрономы вычислили, что её масса превышает земную в 8,8 раза, а радиус больше в 1,95 раза. Важно, что она очень близка к своей звезде и делает один оборот по орбите всего за 18 часов. Это привело к мощному нагреву планеты. На дневной стороне температура поверхности достигает 2300 градусов по Цельсию, а на ночной — 1350 градусов.

Такая температура должна исключать существование нормальной атмосферы, потому что звезда её испарила бы. Но ещё в 2016 году астрономы обнаружили следы водорода и гелия в пространства около планеты, предположив, что ей удалось как-то сохранить газовую оболочку.

Теперь группа учёных под руководством планетологов из Калифорнийского технологического института прояснила ситуацию с 55 Cancri e с помощью «Джеймса Уэбба». Они анализировали спектр света, излучаемого звездой-хозяйкой этой планеты, когда она находилась за светилом и перед ним. Разница в инфракрасном излучении сопоставлялась с моделями для разных газов.

В результате выяснилось, что существование первичной атмосферы из водорода и гелия маловероятно. Но были найдены следы плотной изменчивой атмосферы, состоящей из разных оксидов углерода. Есть признаки наличия воды, диоксида серы и фосфина.

Авторы исследования считают, что это не те газы, которые содержались в атмосфере при образовании планеты. Их бы испарило излучение звезды. Скорее всего, эти газы выбрасываются из недр планеты в результате вулканизма и выделений из мантии. Похожим образом формируется небольшая атмосфера спутника Юпитера Ио.

Несмотря на свою плотность, такая атмосфера нестабильна. Она быстро улетучивается, но и пополняется, видимо, очень активно. Исследование важно для понимания разнообразия причудливых миров, которые существуют вокруг других звёзд.