Астрономы выяснили, откуда берется атмосфера у планет красных карликов⁠⁠

На небольшой экзопланете были обнаружены признаки атмосферы, о которой до недавнего времени считалось, что ее наличие невозможно. Дело в том, что планета расположена слишком близко к своей звезде — активному красному карлику, что делает существование атмосферы весьма сомнительным. Если же атмосфера все-таки присутствует, то ей необходимо постоянное пополнение. Исследователи, похоже, нашли объяснение этому феномену: активный вулканизм.

Красные карлики известны своими мощными вспышками, способными угрожать жизненным формам. Многие астрономы полагают, что если бы такая звезда оказалась вместо Солнца, жизнь на Земле оказалась бы под угрозой: радиация полностью бы иссушила нашу атмосферу. Поэтому ученые с осторожностью относятся к поискам внеземной жизни на планетах, обращающихся вокруг красных карликов, хотя некоторые из них непреклонно утверждают противоположное.

Примеры таких наблюдений становятся все более очевидными в последние годы в непосредственной близости от Солнечной системы — менее чем в 35 световых годах от нас, в южном созвездии Летучая Рыба. Здесь расположена экзопланета L 98-59 b, масса которой примерно равна половине массы Земли, а размеры представляют собой промежуточный вариант между Землей и Марсом.

Эта планета находится всего в трех с небольшим миллионах километров от своей звезды — красного карлика — и совершает полный оборот вокруг нее всего за два дня. Для сравнения, между Меркурием и Солнцем среднее расстояние составляет примерно 58 миллионов километров, а Меркурий делает полный оборот почти за 88 суток.

С учетом близости к своей звезде, L 98-59 b, безусловно, находится в состоянии приливного захвата — она все время обращена к светилу одной и той же стороной. В результате этого мир делится на две статичные зоны: сторону вечного дня и сторону вечной ночи. Дневная сторона, по оценкам, получает в 22 раза больше энергии, чем Земля от Солнца.

Кроме того, орбита этой планеты значительно вытянута. Это означает, что L 98-59 b то приближается к звезде, то удаляется от нее, что вызывает колебания в ее гравитации — светило то растягивает, то немного сжимает планету. Внутри нее это создает трение, что дополнительным образом нагревает экзопланету. Этот процесс известен как приливный разогрев. Аналогичная ситуация наблюдается на спутнике Юпитера Ио, знаменитой вулканической луне газового гиганта.

Ранее предполагали, что у L 98-59 b либо атмосферы нет, либо она настолько плотная, что не пропускает свет. Однако недавно команда американских астрономов обнаружила, что атмосфера у этой экзопланеты все же существует. Ученые поделились своими открытиями в сайте arxiv.org, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета.

Как показали наблюдения экзопланеты с использованием телескопа «Джеймс Уэбб», характеристики света соответствовали атмосфере, в которой присутствует большое количество диоксида серы, что является одним из основных компонентов вулканических выбросов. По полученным данным, экзопланета подвержена приливному нагреву в восемь раз сильнее и, как следствие, вулканической активности, чем Ио.

Следует отметить, что звезда и вся ее система весьма молоды, их возраст составляет не более 800 миллионов лет, в то время как Солнечной системе уже более четырех с половиной миллиардов лет. Тем не менее, как считают астрофизики, даже за такой относительно короткий период, по космическим меркам, первоначальная атмосфера L 98-59 b не смогла бы сохраниться: если она находилась там, то вспышки родного солнца давно бы ее разрушили. Поэтому исследователи пришли к выводу, что сейчас наблюдается уже вторичная атмосфера, которая постоянно подпитывается новыми извержениями.

Сайт: https://arxiv.org/abs/2501.18680