Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил признаки атмосферы у раскалённой каменной планеты TOI-431b
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» получил первые данные, указывающие на возможное наличие атмосферы у одной из самых экстремальных каменных экзопланет. Наблюдения раскалённого мира TOI-431b показали, что его поверхность, вероятно, не может полностью объяснить измеренное тепловое излучение, а значит, планета может обладать тонкой атмосферной оболочкой.
TOI-431b находится примерно в 72 световых годах от Земли и обращается вокруг своей звезды на крайне близком расстоянии. Год на планете длится всего около 0,5 земных суток, поэтому она постоянно находится под воздействием интенсивного излучения родительской звезды.
Планета относится к классу сверхгорячих каменных миров. Её температура на дневной стороне достигает примерно 2000 К, а поверхность, вероятно, представляет собой раскалённый океан магмы или расплавленные породы. При таких условиях большинство лёгких газов быстро улетучилось бы в космос, поэтому обнаружение даже признаков атмосферы стало неожиданностью.
Исследователи использовали прибор MIRI на борту «Джеймса Уэбба», чтобы измерить количество теплового излучения TOI-431b во время прохождения планеты за звездой — так называемого вторичного затмения. Телескоп зарегистрировал изменение яркости системы всего около 81 части на миллион (ppm).
На основе этих данных учёные оценили температуру яркой стороны планеты примерно в 1967 К. Это значение оказалось ниже ожидаемого для полностью безатмосферного каменного мира, который получает такое количество энергии от звезды.
Одно из возможных объяснений заключается в том, что атмосфера помогает перераспределять тепло с освещённой стороны планеты на ночную. Даже очень разреженная оболочка из тяжёлых элементов, таких как пары минералов, может влиять на тепловой баланс такого мира.
При этом исследователи подчёркивают, что атмосфера TOI-431b пока не обнаружена напрямую. Полученный сигнал имеет ограниченную статистическую значимость, поэтому речь идёт именно о признаках возможного существования атмосферы, а не о её подтверждённом открытии.
TOI-431b представляет особый интерес для планетологов, поскольку показывает, насколько долго атмосферы могут сохраняться у каменных планет, находящихся в экстремальных условиях. Такие миры позволяют изучать процессы потери вещества, вулканизм и взаимодействие планет с мощным излучением молодых звёзд.
В будущем дополнительные наблюдения «Джеймса Уэбба» помогут определить, действительно ли у TOI-431b есть атмосфера и из каких компонентов она состоит. Если гипотеза подтвердится, планета станет одним из наиболее интересных объектов для изучения атмосфер каменных миров за пределами Солнечной системы.
Исследование в виде препринта на arXiv.