Адское одеяло для планеты: плотная сероводородная атмосфера не дает остыть океану жидкой магмы

Вселенная оказалась гораздо изобретательнее, чем предполагали классические модели астрофизики. Долгое время мы считали Солнечную систему неким эталонным образцом, где каменистые миры соседствуют с газовыми гигантами в строгом порядке.

Однако данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), заставляют ученых пересмотреть саму классификацию небесных тел.

Объектом пристального внимания стала экзопланета L 98-59 d, расположенная всего в 35 световых годах от нас. На первый взгляд она казалась типичной "супер-Землей" или "суб-Нептуном" — промежуточным звеном, которое часто встречается в Млечном Пути.

Но аномально низкая плотность планеты, составляющая менее двух третей от земной при радиусе в 1,6 раза больше нашего, поставила исследователей в тупик. Биофизические и химические параметры этого мира не вписывались в привычные рамки.

Загадка плотности и серная атмосфера

Первоначальные гипотезы предполагали, что L 98-59 d может быть "газовым карликом" с небольшим твердым ядром и раздутой оболочкой или "океаническим миром", где вода находится в экзотических состояниях под чудовищным давлением. Однако химический анализ атмосферы, проведенный JWST, выявил неожиданно высокую концентрацию сероводорода. Это открытие стало ключом к пониманию истинной природы планеты.

"Наличие серы в таких масштабах в сочетании с данными о массе и радиусе указывает на то, что перед нами не просто гигантская скала или ледяной шар, а нечто совершенно иное", — объяснил в беседе с Pravda. Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Используя компьютерное моделирование, команда под руководством Харрисона Николлса из Кембриджского университета восстановила историю формирования этого объекта. Выяснилось, что за 5 миллиардов лет своего существования планета пошла по уникальному пути развития, который ранее считался невозможным для тел такого размера.

Мир с бесконечным океаном магмы

Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, утверждает: L 98-59 d — это полностью расплавленный мир. Под его плотной и химически агрессивной атмосферой скрывается океан магмы, уходящий вглубь на тысячи километров. В отличие от других известных науке "лавных миров", которые плавятся из-за близости к своей звезде и экстремального внешнего жара, этот объект сохраняет жидкое состояние благодаря термодинамическим свойствам своей оболочки.

Плотная атмосфера работает как гигантское тепловое одеяло, не позволяя поверхности остыть и превратиться в кору. Это состояние поддерживается миллиарды лет, создавая условия, в которых химия газов и минералов переплетается в сложнейшие цепочки реакций. Ученые уже в шутку или всерьез называют такие объекты "серными мирами".

Почему эта планета не похожа на Землю

Процесс аккреции и последующего остывания планет в системе L 98-59 явно отличался от нашего. Напомним, что в эту систему входят еще четыре объекта, включая так называемую супер-Венеру и планету, которая потенциально может находиться в обитаемой зоне. Однако именно вариант "d" демонстрирует, насколько разнообразными могут быть исходы планетарной эволюции.

"Мы сталкиваемся с тем, что наши классические модели физики планет дают сбой. В космосе существуют целые популяции миров, которые мы пока даже не знаем, как классифицировать", — подчеркнул в интервью Pravda. Ru учёный-химик Илья Сафронов.

Тот факт, что планета сохранила жидкую мантию спустя 5 миллиардов лет, говорит о колоссальном запасе внутренней энергии или об уникальном составе летучих веществ, которые препятствуют кристаллизации пород. Это меняет наше представление о том, где именно проходит граница между "живыми" геологически активными телами и мертвыми камнями.

Новая эра космических открытий

Астрономы уверены, что L 98-59 d — лишь первая ласточка. В ближайшие годы на орбиту будут выведены специализированные аппараты, такие как PLATO и ARIEL. Их задача — провести масштабную инвентаризацию нашей галактики. Если PLATO сфокусируется на поиске каменистых экзопланет у миллиона звезд, то ARIEL займется детальным химическим анализом атмосфер тысячи миров.

"Сейчас в планетологии наступает золотой век. Мы словно вышли на неизведанные земли Дикого Запада, где каждый шаг приносит сюрпризы, ломающие старые парадигмы", — отметил в беседе с Pravda. Ru астрофизик Алексей Руднев.

Возможно, скоро мы узнаем о существовании планет из "алмазного льда" или миров, чья атмосфера состоит из испаренного металла. Космический телескоп "Джеймс Уэбб" уже доказал, что реальность гораздо сложнее и эстетичнее любых фантастических романов, а привычные нам геофизические процессы Земли — лишь один из множества сценариев развития материи.

Ответы на популярные вопросы о новых типах планет

Почему L 98-59 d называют "суб-Нептуном"?

Этот термин используется для планет, чей радиус больше земного, но меньше нептунианского. Однако, как показало исследование, по составу они могут кардинально отличаться от ледяных гигантов нашей системы.

Может ли на такой планете существовать жизнь?

В привычном нам понимании — нет. Температуры расплавленной магмы и высокая концентрация сероводорода исключают белковую жизнь, однако такие условия крайне интересны для изучения экстремальной химии.

Что такое "магматический океан"?

Это состояние, при котором мантия планеты остается полностью жидкой. На ранних этапах формирования Земля тоже имела такой океан, но он быстро застыл, образовав твердую кору.

Читайте также

• Биологическое время поставили на паузу: ученые научились оживлять ткани после глубокого холода
• Скрытый пульт управления жизнью: древняя архитектура ДНК растений не менялась миллионы лет
• Космический бильярд: как один точный удар навсегда изменил путь астероида вокруг Солнца
• Ошибка в пол-оборота: привычная анатомия древних рыб оказалась совсем не тем, чем казалась