Новий тип планет відкрили учені

Новий тип екзопланети (планети за межами нашої Сонячної системи) виявили учені — планету, яка зберігає великі обсяги сірки в глибинах постійного океану магми.

Про це повідомляє прес-служба Оксфордського університету (Велика Британія)

Екзопланета, відома як L 98−59 d, обертається навколо невеликої зірки — червоного карлика L 98−59, розташованого приблизно за 35 світлових років від Землі.

Нещодавні спостереження космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) та наземних обсерваторій вказали на щось незвичайне: планета має особливо низьку щільність, зважаючи на її розмір (який приблизно в 1,6 рази перевищує розмір Землі), а її атмосфера містить значні кількості сірководню, — вказано у статті.

Зазначається, що дотепер астрономи віднесли б таку планету до однієї з двох відомих категорій:

• або до скелястої «газової карликової» планети з атмосферою з водню;
• до багатої на воду планети, що складається з глибоких океанів та льоду.

Але ці нові відкриття показують, що L 98−59 d не відповідає жодному з цих описів — натомість вона, здається, належить до зовсім іншого класу планет, що містять важкі молекули сірки, — наголошується у статті.

За допомогою сучасних комп’ютерних моделювань міжнародна група вчених відтворила історію цієї планети від періоду, що настав одразу після її народження, до сьогодення — загалом майже п’ять мільярдів років.

Прямо пов’язавши телескопічні спостереження з цими детальними фізичними моделями внутрішньої будови планети та її атмосфери, вчені змогли визначити, що саме відбувається в глибинах планети. Результати показують, що:

• мантія L 98−59 d, ймовірно, складається з розплавленого силікату (подібного до лави на Землі), а під нею на тисячі кілометрів простягається глобальний магматичний океан;
• цей величезний розплавлений резервуар дозволяє планеті зберігати надзвичайно великі обсяги сірки глибоко в її надрах протягом геологічних часів;
• магматичний океан також допомагає L 98−59 d утримувати щільну, багату на водень атмосферу, що містить сірковмісні гази, такі як сірководень (H2S). Зазвичай це б з часом втрачалося у космос через рентгенівське випромінювання, яке генерує материнська зірка;
• протягом мільярдів років хімічні обміни між її розплавленим внутрішнім шаром та атмосферою сформували те, що сьогодні спостерігають телескопи на L 98−59 d.

Дослідники припускають, що L 98−59 d може бути першим визнаним представником ширшої популяції багатих на газ сірчистих планет, що підтримують довговічні магматичні океани. Якщо це так, то різноманітність світів у нашій галактиці може бути навіть більшою, ніж раніше уявлялося, — наголошується у статті.

Учені вважають, що L 98−59 d, ймовірно, утворилася з дуже великою кількістю летких речовин і колись могла більше нагадувати планету, меншу за Нептун. Протягом мільярдів років вона поступово зменшувалася в розмірах, охолоджуючись і втрачаючи частину своєї атмосфери.

У верхніх шарах її атмосфері виявили діоксид сірки, серед інших сірчистих газів, у верхніх шарах атмосфери L 98−59 d. На думку вчених:

• ці гази можуть утворюватися, коли ультрафіолетове випромінювання від материнської зірки запускає хімічні реакції;
• водночас розташовний нижче магматичний океан, діє як величезний резервуар для буферизації цих летких газів, накопичуючи та вивільняючи їх протягом мільярдів років після утворення планети;
• ця комбінація глибокого зберігання летких речовин у її надрах та атмосферної хімії, зумовленої ультрафіолетом, пояснює примітні властивості планети.

Важливо, що магматичні океани представляють універсальні початкові стани всіх скелястих планет (включаючи Землю та Марс), тому нові уявлення про фізику магматичних океанів можуть дати нам інформацію про наш власний світ та його первинну історію, — зазначають дослідники.