Учёные из Стэнфордского университета разработали модель, объясняющую, каким образом раскалённые планеты, расположенные близко к своим звёздам, сохраняют атмосферу. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters. Фото: SciTechDaily.com
Сильное излучение звезды обычно должно постепенно срывать газовую оболочку с таких миров. Однако наблюдения показывают, что некоторые планеты, покрытые расплавленной лавой, по-прежнему обладают плотной атмосферой. Это не укладывалось в прежние представления о границе, за которой каменистые планеты уже не способны удерживать газ.
Согласно новой модели, расплавленная поверхность может замедлять выход газов из недр планеты. Благодаря этому пополнение атмосферы способно компенсировать потери, вызванные излучением звезды, и сохранять газовую оболочку на протяжении миллиардов лет. Исследователи назвали предполагаемую область «космической отмелью».
Эта концепция расширяет идею «космического берега» — условной границы между мирами, способными удерживать атмосферу, и безатмосферными планетами. Между берегом и отмелью, по расчётам учёных, находится «безвоздушная долина». В ней расположены тела, которые теряют газы из-за близости к звезде, но слишком быстро остывают, чтобы восполнять атмосферу.
Проблему особенно наглядно показала экзопланета 55 Cancri e. Она почти в восемь раз массивнее Земли и обращается вокруг своей звезды примерно в 20 раз ближе, чем Меркурий вокруг Солнца, однако наблюдения телескопа James Webb в 2024 году выявили у неё плотную атмосферу. Модель учитывает утечку газа в космос, его поступление из недр и постепенное охлаждение лавовой поверхности.
Учёные считают, что к «космической отмели» относятся главным образом массивные суперземли с расплавленной поверхностью, где потеря и восполнение газов могут уравновешиваться. Более удалённые от звёзд планеты получают меньше излучения и способны сохранять атмосферу без такого механизма. Будущие наблюдения за экзопланетами должны проверить и уточнить предложенную схему.