Открыт новый класс сернистых экзопланет с океаном магмы

Исследователи из Оксфордского университета обнаружили новый тип экзопланеты, L 98-59 d, которая хранит огромные запасы серы в глобальном океане магмы, а результаты этого открытия были опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.

Международная группа ученых под руководством Оксфордского университета совершила прорыв в понимании разнообразия планет за пределами Солнечной системы. Объектом их пристального внимания стала экзопланета L 98-59 d, вращающаяся вокруг красного карлика на расстоянии примерно 35 световых лет от Земли.

Благодаря данным, полученным с космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) и наземных обсерваторий, астрономы столкнулись с загадкой: планета, размер которой всего в 1,6 раза превышает земной, имеет аномально низкую плотность и содержит в атмосфере сероводород. Эти характеристики не вписывались ни в одну из существующих классификаций, делящих небольшие планеты на каменистые миры и богатые водой планеты-океаны.

Чтобы разгадать тайну L 98-59 d, команда ученых из Оксфорда, Гронингена, Лидса и Цюриха применила передовые методы компьютерного моделирования. Созданные ими модели позволили фактически повернуть время вспять и воссоздать эволюцию планеты на протяжении почти пяти миллиардов лет, связав воедино данные наблюдений за атмосферой и физику внутреннего строения.

Результаты моделирования показали, что под плотной водородной оболочкой L 98-59 d скрывается не просто твердая мантия, а гигантский, протяженностью в тысячи километров, океан расплавленной магмы.

Этот магматический океан играет ключевую роль, действуя как колоссальный резервуар для серы, который накапливает и высвобождает ее на протяжении миллиардов лет, питая атмосферу сернистыми газами, такими как сероводород. Более того, этот же процесс помогает планете удерживать плотную атмосферу, которая в противном случае была бы разрушена жестким излучением звезды.

Ученые предполагают, что L 98-59 d может стать первым открытым представителем целого класса «сернистых» планет с долгоживущими магматическими океанами, что значительно расширяет наши представления о возможном разнообразии миров в галактике.

Ведущий автор исследования, доктор Харрисон Николлс с кафедры физики Оксфордского университета, подчеркнул важность этого вывода: «Это открытие предполагает, что категории, которые астрономы в настоящее время используют для описания малых планет, могут быть слишком простыми. Хотя эта расплавленная планета вряд ли способна поддерживать жизнь, она отражает широкое разнообразие миров, существующих за пределами Солнечной системы. Тогда мы можем задаться вопросом: какие еще типы планет ждут своего открытия?»

Взаимодействие ультрафиолетового излучения звезды с атмосферой и глубокий геологический цикл серы создают уникальный облик планеты, не имеющий аналогов в нашей Солнечной системе.

Подводя итог, можно сказать, что исследование L 98-59 d позволило ученым впервые реконструировать скрытую геологическую историю далекого мира и идентифицировать принципиально новый тип планет. Эти планеты, хранящие серу в недрах из расплавленной магмы, демонстрируют гораздо более сложную и разнообразную картину планетообразования, чем считалось ранее.

Как иронично заметил соавтор работы Ричард Чаттерджи, сероводород, известный на Земле своим запахом тухлых яиц, по-видимому, играет главную роль в формировании облика этого необычного мира, и дальнейшие наблюдения могут показать, что такие «планеты с резким запахом» встречаются в космосе на удивление часто.