Учёные из Чикагского университета обнаружили признаки атмосферы у каменистой экзопланеты HD 3167 b, расположенной в 154 световых годах от Земли в созвездии Рыб. Исследование под руководством Брэндона Парка Коя опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters. Эта планета относится к классу сверхземель, а её поверхность настолько горяча, что представляет собой расплавленную породу — такие миры называют «лавовыми».
HD 3167 b совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за один земной день. По словам соавтора работы Эдвина Кайта, доцента геофизических наук Чикагского университета, чем ближе каменистая планета к светилу, тем сложнее ей сохранить атмосферу из-за звёздного ветра и потока высокоэнергетических фотонов. «Но, похоже, у многих из этих лавовых миров она всё же есть», — отметил он. Учёный добавил, что такие планеты слишком горячи для жизни, однако их изучение помогает понять процессы, важные и для других каменистых миров.
Из более чем 6300 известных экзопланет большинство не являются каменистыми, и лишь у немногих из них подтверждено наличие атмосферы. Атмосфера необходима для удержания жидкой воды на поверхности, поэтому такие планеты представляют особый интерес в поисках внеземной жизни. Обнаруженный мир стал пятым каменистым телом с признаками атмосферы, при этом он оказался самым холодным среди них.
Для определения наличия атмосферы исследователи использовали метод вторичного затмения: планета проходит позади своей звезды, и телескоп Джеймса Уэбба фиксирует потерю света в среднем инфракрасном диапазоне. Разница позволяет оценить, сколько тепла исходит от самой планеты. Если бы атмосферы не было, дневная сторона нагревалась бы до теоретического максимума, однако у HD 3167 b температура заметно ниже ожидаемой — это указывает на перераспределение тепла между дневной и ночной сторонами.
По словам первого автора работы Брэндона Парка Коя, программа под руководством Меган Вайнер Мэнсфилд изучает десять ультрагорячих лавовых миров, чтобы выяснить, существует ли критическая температура, при которой у планет начинают появляться атмосферы. «Мы интересуемся такими планетами, потому что считаем, что ранняя Земля могла выглядеть очень похоже на лавовый мир», — приводит его слова источник. Учёные предполагают, что атмосфера HD 3167 b может содержать силикаты, а также углекислый газ, угарный газ или воду, но точный состав пока не установлен.
Исследователи отмечают, что изучение лавовых миров даёт представление о ранних этапах истории Земли, когда её поверхность представляла собой океан магмы. Полученные данные помогают лучше понять условия, существовавшие в первые миллионы лет формирования нашей планеты. Дальнейшие наблюдения должны уточнить состав атмосферы HD 3167 b и природу перехода между планетами с атмосферой и без неё.