Международная группа ученых под руководством Оксфордского университета совершила открытие, которое меняет представление о классификации планет за пределами Солнечной системы. Объектом исследования стала экзопланета L 98-59 d, которая, как выяснилось, относится к ранее неизвестному типу небесных тел. Результаты работы опубликованы в авторитетном журнале Nature Astronomy.
Планета L 98-59 d расположена в 35 световых годах от Земли и вращается вокруг небольшой красной звезды. Ее размеры примерно в 1,6 раза превышают земные, однако главной неожиданностью для ученых стал экстремально низкая плотность и необычный химический состав атмосферы, где в значительных количествах присутствует сероводород (газ, известный своим запахом тухлых яиц).
Планета с магматическим океаном
До сих пор астрономы делили подобные миры на две категории: каменистые «газовые карлики» с водородной атмосферой либо водные миры, покрытые глубокими океанами и льдом. Однако L 98-59 d не подходит ни под одно из этих описаний.
С помощью компьютерного моделирования и данных, полученных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), команда исследователей из Оксфорда, Гронингена, Лидса и Цюриха восстановила историю планеты, насчитывающую почти 5 миллиардов лет.
Выяснилось, что мантия L 98-59 d, скорее всего, представляет собой расплавленный силикат, похожий на земную лаву. Глобальный океан магмы простирается под поверхностью на тысячи километров вглубь.
«Этот огромный расплавленный резервуар позволяет планете хранить колоссальные объемы серы в своих недрах на протяжении геологических эпох», — объясняют исследователи.
Роль серы и эволюция мира
Наблюдения 2024 года показали наличие диоксида серы в верхних слоях атмосферы. Моделирование продемонстрировало, что эти газы образуются под воздействием ультрафиолета звезды, запускающего химические реакции. При этом океан магмы внизу действует как гигантский буфер, регулируя круговорот летучих веществ.
По сути, L 98-59 d — это первый подтвержденный представитель целого класса газовых сернистых планет с долгоживущими магматическими океанами. Ученые полагают, что когда-то она была похожа на миниатюрный Нептун, но со временем остыла и потеряла часть атмосферы.
«Это открытие говорит о том, что наши текущие категории для описания небольших планет слишком просты, — комментирует ведущий автор исследования доктор Харрисон Николс (Оксфорд). — Хотя этот расплавленный мир вряд ли пригоден для жизни, он отражает огромное разнообразие Вселенной. Какие еще типы планет ждут своего часа?»
Окно в прошлое планет
По словам соавтора работы профессора Рэймонда Пьерхамберта, компьютерное моделирование позволяет ученым «заглянуть в прошлое» и понять эволюцию миров, которые человечество никогда не сможет посетить лично. Поскольку магматические океаны являются универсальной начальной стадией для всех каменистых планет (включая Землю и Марс), изучение L 98-59 d помогает пролить свет и на раннюю историю нашей собственной системы.
Доктор Ричард Чаттерджи из Университета Лидса добавляет: «Газ сероводород, ответственный за запах тухлых яиц, играет здесь главную роль. Но, как всегда, нужны дополнительные наблюдения. Возможно, дальнейшие исследования покажут, что такие "пахучие" планеты удивительно распространены в космосе».
Ученые намерены продолжить исследование с помощью новых данных с JWST, а также будущих миссий Ariel и PLATO, чтобы составить карту разнообразия экзотических миров и понять, какие из них потенциально могут быть обитаемы.