Учені знайшли екзопланету, яка зуміла повернути втрачену атмосферу

На орбіті червоного карлика, у 41 світловому році від нас, обертається скеляста екзопланета розміром із Землю під назвою GJ 1132 b. Планета унікальна тим, що змогла створити нову атмосферу після того, як втратила колишню. Про це повідомляє Phys.org.

У певному сенсі GJ 1132 b схожа на Землю, але все ж має істотні відмінності. Одна з них полягає в атмосфері планети, яка містить токсичну суміш водню, метану і цианістого водню.

За допомогою космічного телескопа NASA Hubble учені виявили, що така атмосфера була на планеті не завжди, її перша атмосфера була віднесена спалахом на найближчій батьківській зірці. Учені вважають, що так звана "вторинна атмосфера" утворилася через те, що рідка лава під поверхнею планети постійно просочується через вулканічні тріщини. Разом з нею вивільняються і гази, які постійно поповнюють атмосферу.

Дослідники вважають, що планета GJ 1132 b виникла як газоподібний світ з товстим водневим шаром атмосфери. Спочатку планета була "суб-Нептуном", розмір якого в кілька разів перевищував діаметр Землі, але він швидко втратив свою водневу і гелієву атмосферу. Зазвичай такі планети протягом короткого періоду часу гублять усю свою атмосферу, оголивши до самого ядра розміром із Землю.

Але з планетою GJ 1132 b справи йшли інакше. Грунтуючись на моделюванні, команда вважає, що атмосфера екзопланети складається з молекулярного водню, цианістого водню, метану, а також містить аерозольний серпанок. Остання заснована на фотохімічних вуглеводнях, схожих на земний смог.

Нинішній атмосферний водень на GJ 1132 b колись був поглинений розплавленою магматичною мантією і тепер вивільняється, утворюючи нову атмосферу. Вона постійно поповнюється за рахунок безперервного вулканізму на планеті, врівноважуючи витік водню в космос.

"Ми вважаємо, що теперішня атмосфера була відновлена, тому по праву називається вторинною. Раніше ми вважали, що такі планети досить нудні, оскільки більшість з них втратили атмосферу. Але нове відкриття було приголомшливим", — говорить співавтор дослідження з Лабораторії реактивного руху NASA Раїссі Естрела.

Учені вважають, що результати дослідження можуть мати значення і для інших екзопланет.

"Деякі з планет можуть народжуватися, як суб-Нептун, і з часом перетворюватися на подобу Землі, випаровуючи початкову атмосферу. Цей процес працює на ранніх етапах життя планети, коли батьківська зірка гаряча. Потім зірка остигає і планета разом з нею. По суті, у нас такий висновок створення атмосфери в перші 100 млн років життя планети", — говорить провідний автор Марк Суейн.

Планета GJ 1132 b має однакову щільність із Землею, розміри, а також вік — близько 4,5 млрд роки. Обидва світи починали з атмосфери, у якій переважав водень, і обидва були гарячими. Учені також припускають, що екзопланета і Земля мають однаковий атмосферний тиск у поверхні.

Але в планет зовсім різні історії формування. Земля спочатку була кам'яними світом, а не залишком суб-Нептуна. Земля обертається навколо своєї зірки на комфортній відстані.

У цей же час GJ 1132 b настільки близька до свого червоного карлика, що здійснює повний оборот навколо зірки раз на півтора дня. Також планета пов'язана із зіркою так, що одна її сторона завжди звернена до світила.

"Питання в тому, що тримає мантію досить гарячою, щоб вона залишалася в рідкій формі, викликаючи активний вулканізм? Ця сонячна система особлива, тому що в неї є дуже багато приливного розігріву", — говорить Суейн.

Коли планета рухається по еліптичній орбіті, приливна сила для неї проявляється інакше в різних точках орбіти. Таким чином відбувається постійна деформація тіла під дією приливних сил, що створює внутрішнє тертя, яке нагріває надра.

GJ 1132 b розташована саме на такій орбіті і приливний розігрів зберігає її мантію в рідкому стані протягом довгого часу. Найяскравіший приклад у нашій Сонячній системі — це супутник Юпітера Іо, на якому йде безперервна вулканічна активність через вплив Юпітера та його інших супутників.

З огляду на гарячі надра GJ 1132 b, команда вважає, що більш прохолодна зовнішня кора планети дуже тонка, можливо, усього в десятки метрів завтовшки. Цього дуже мало, щоб на поверхні формувалися гори. Рівнини на планеті можуть тріскатися, як яєчна шкаралупа через приливні сили. Через такі тріщини на поверхні в атмосферу потрапляють водень та інші гази.