Астрономы близки к разгадке странных сигналов с "планеты ада"

Первая обнаруженная астрономами сверхземеля испускает странные сигналы на протяжении почти двух десятилетий, и ученые, возможно, наконец выяснили, почему.

Согласно новому исследованию, вулканы в этом адском мире периодически открываются и выбрасывают горячий газ, который образует атмосферу, только для того, чтобы эта атмосфера выгорела и планета снова стала лысой. Проверка этой теории будет включать в себя настройку космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) на эту странную экзопланету.

Планета «55 Cancri e», представляющая собой скалистый мир, примерно в восемь раз массивнее нашей планеты, была обнаружена в 2004 году примерно в 40 световых годах от Земли.

Планета находится настолько близко к своей родительской звезде, на расстоянии менее 2% от расстояния между Землей и Солнцем, что совершает полный оборот всего за 17 часов. Это создает на планете довольно экстремальные условия, которые трудно вообразить.

Возможно, самым загадочным аспектом планеты, как указано в статье в журнале Astrophysical Journal Letters, является природа ее транзитного сигнала. Это свет, видимый с Земли, когда «55 Cancri e» пересекает поверхность ее родительской звезды, создавая крошечное затмение, и свет, видимый, когда планета проходит за своей звездой.

Иногда, когда «55 Cancri e» проходит за своей звездой, от самой планеты не исходит видимого света, в то время как в других случаях планета излучает сильный сигнал видимого света. В инфракрасном свете сигнал есть всегда, хотя его сила варьируется.

Наблюдения этого инфракрасного излучения с помощью космического телескопа "Спитцер" показали, что на дневной стороне планеты наблюдались исключительно палящие температуры, значительно превышающие 2427 градусов Цельсия, в то время как на ночной стороне более прохладные, но все еще адские температуры - около 1127 C.

В новом исследовании авторы выдвигают гипотезу, что близость планеты к своей звезде вызывает выброс газов, а это означает, что открываются гигантские вулканы и термальные источники, выбрасывающие в атмосферу горячие элементы, богатые углеродом. Но планета не может долго удерживать эту атмосферу из-за сильной жары, и этот газ в конечном итоге уносится ветром, оставляя планету голой до тех пор, пока выделение газов не начнется снова.

В отличие от большинства планет, атмосфера «55 Cancri e» нестабильна. Процесс выделения газов увеличивает массу атмосферы, в то время как экстремальная радиация и солнечный ветер от звезды сдувают ее. Но эти два процесса не находятся в равновесии, что приводит к ситуации, когда иногда у планеты есть атмосфера, а в других случаях ее нет.

Исследователи полагают, что этот дисбаланс в атмосфере планеты может объяснить странные транзитные сигналы. Когда планета находится в "лысой" фазе без атмосферы, видимый свет не исходит от атмосферы планеты, потому что ее нет, но горячая поверхность планеты все еще излучает инфракрасный свет. Когда атмосфера раздувается, в транзитном сигнале проявляется как видимый свет, так и излучение, исходящее от поверхности.

Хотя это всего лишь гипотеза, JWST может ее проверить. Измеряя давление и температуру атмосферы планеты, ученые смогут определить, всегда ли она присутствует.