Ученые с помощью космического телескопа НАСА «Хаббл» обнаружили доказательства того, что планета, вращающаяся вокруг далекой звезды, могла потерять свою атмосферу и приобрести вторую из-за вулканической активности, сообщает пресс-служба NASA. Статья с подробным описанием открытия появится в журнале The Astronomical Journal.
Предполагается, что планета GJ 1132 b возникла как газообразный мир с толстым водородным слоем атмосферы. Считается, что этот так называемый «суб-Нептун», размер которого в несколько раз превышал размеры Земли в диаметре, быстро потерял свою изначальную водородную и гелиевую атмосферу: ее «выжгла» интенсивным излучением горячая молодая звезда, вокруг которой вращается планета. В результате осталось «оголенное» ядро размером с Землю.
К удивлению астрономов, телескоп «Хаббл» наблюдал у GJ 1132 b атмосферу, которая, согласно их теории, является «вторичной атмосферой», существующей сейчас. Команда сообщает, что атмосфера состоит из молекулярного водорода, цианистого водорода, метана, а также содержит аэрозольную дымку. Согласно компьютерной модели, эта аэрозольная дымка основана на фотохимических углеводородах, похожих на смог на Земле.
Ученые считают, что нынешний атмосферный водород в GJ 1132 b – это водород из исходной атмосферы, который был поглощен расплавленной магматической мантией планеты и теперь медленно высвобождается в результате вулканических процессов на планете, образуя новую атмосферу. Считается, что атмосфера, которую мы видим сегодня, постоянно пополняется, чтобы уравновесить «утечку» водорода в космос.
Планета GJ 1132 b расположена примерно в 41 световом году от Земли. В чем-то она очень похожа на нашу планету: у обеих – одинаковая плотность, одинаковый размер, одинаковый возраст (около 4,5 миллиардов лет). У обеих изначально в атмосфере преобладал водород, обе были горячими, прежде чем остыли. Ученые также предполагают, что GJ 1132 b и Земля имеют одинаковое атмосферное давление у поверхности.
Но у планет совершенно разные истории формирования. Земля не считается уцелевшим ядром «суб-Нептуна». И вращается она на комфортном расстоянии от нашего Солнца. GJ 1132 b настолько близок к своему красному карлику, что совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за полтора дня. Эта чрезвычайная близость удерживает планету приливно-отливной привязкой, всегда показывая одну и ту же сторону своей звезды – точно так же, как наша Луна обращена к Земле всегда одним и тем же полушарием.
Вопрос в том, что позволяет мантии быть достаточно горячей, чтобы оставаться жидкой и вызывать вулканическую активность. Ученые считают, что ответ кроется в приливном нагревании. Приливное нагревание – это явление, возникающее в результате приливных процессов трения: когда энергия орбиты и вращения планеты рассеивается в виде тепла внутри планеты. GJ 1132 b движется по эллиптической орбите, и действующие на нее приливные силы наиболее сильны, когда она находится ближе всего к своей родительской звезде или дальше всего от нее. По крайней мере, еще одна планета в системе родительской звезды тоже гравитационно притягивает эту планету.
Следствием этого является то, что планета сжимается или растягивается из-за этой гравитационной «накачки». Этот приливный нагрев сохраняет мантию в жидком состоянии на долгое время. Ближайший пример в нашей Солнечной системе – спутник Юпитера Ио, который имеет непрерывную вулканическую активность из-за приливного «перетягивания каната» Юпитера и соседних спутников Юпитера.
[Иллюстрация: NASA, ESA, and R. Hurt (IPAC/Caltech)]
