Докато светът се подготвя за Хелоуин, астрономите насочват вниманието си към едно действително страховито място във Вселената. Става дума за TOI-561 b – скалиста екзопланета, чиято повърхност вероятно представлява разтопен ад, а небето ѝ може да е изпълнено с облаци от изпарени минерали. Този необикновен свят се намира на приблизително 280 светлинни години от Земята и е открит през 2020 г. от космическия телескоп TESS на НАСА (Transiting Exoplanet Survey Satellite). TOI-561 b е толкова близо до своята звезда, че извършва една пълна обиколка около нея само за около 11 часа. Температурите на повърхността надхвърлят 1800 градуса по Целзий – условия, при които познатите ни форми на живот не биха могли да оцелеят.

Една от най-необичайните характеристики на TOI-561 b е нейното приливно заключване. Това означава, че планетата винаги обръща една и съща страна към своята звезда, подобно на начина, по който Луната показва почти едно и също полукълбо към Земята.

В резултат се оформят две изключително различни полукълба:

Дневната страна е постоянно изложена на звездното излъчване и е подложена на екстремно нагряване.
Нощната страна остава в непрекъсната тъмнина, като температурите там са значително по-ниски.

Това създава изключително сурова среда, в която температурните разлики и преносът на топлина играят ключова роля за поведението на атмосферата. Доскоро учените предполагаха, че толкова гореща скалиста планета едва ли би могла да задържи газова обвивка. Интензивното звездно излъчване би трябвало постепенно да разруши или отнесе атмосферата ѝ в космоса. Новите наблюдения обаче поставят тази представа под въпрос.

Международен изследователски екип използва космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST), за да наблюдава TOI-561 b в продължение на общо 37 часа. Наблюденията обхващат почти четири пълни орбити на планетата около нейната звезда. Учените проследяват промените в яркостта и топлинното излъчване на екзопланетата през различните фази на орбитата ѝ. Този метод, известен като анализ на фазова крива, позволява да се изследва разпределението на топлината между различните части на планетата.

Резултатите показват нещо изненадващо: TOI-561 b отразява приблизително 75% от падащата върху нея звездна светлина. Това е изключително висока стойност, сравнима с тази на Венера – най-отразяващата планета в Слънчевата система. За сравнение, Земята отразява приблизително 30% от получаваната слънчева светлина. Наблюденията показват също, че нощната страна не е достатъчно топла, за да обясни цялото количество топлина, което липсва от очакваните стойности за дневното полукълбо. Едно от най-вероятните обяснения е наличието на атмосфера и облаци, които отразяват значителна част от звездното излъчване.

Според изследователите необичайно високата отражателна способност на планетата може да се дължи на облаци от силикатни минерали. Tе включват съединения като силициев диоксид и магнезиев силикат – вещества, които на Земята се срещат в състава на кварца, пясъка и редица скали. При температурите на TOI-561 b тези минерали могат да се изпаряват, да се пренасят в атмосферата и при подходящи условия да образуват облаци. Тези облачни структури действат като своеобразен защитен екран, отразявайки значителна част от енергията на звездата, преди тя да бъде погълната от повърхността. Възможно е именно този процес да помага на планетата да запази атмосферата си въпреки изключително близкото разстояние до звездата. Така се оформя една наистина извънземна картина: свят с разтопени скали, изключително високи температури и атмосфера, в която минералите могат да играят ролята на облаци.

Един от най-интересните въпроси, пред които са изправени астрономите, е от какво точно е съставена атмосферата на TOI-561 b. На този етап съществуват няколко възможни обяснения. Първата хипотеза предполага плътна атмосфера, богата на въглероден диоксид, наподобяваща тази на Венера. Втората възможност е атмосферата да съдържа значителни количества серен диоксид – газ, който играе важна роля в атмосферата на Йо, спътника на Юпитер и едно от най-вулканично активните тела в Слънчевата система.

Ако втората хипотеза се окаже вярна, е възможно непрекъсната вулканична активност да попълва газовете, които постепенно напускат атмосферата на планетата. Това би било особено интересно, защото би означавало, че геоложките процеси могат да помогнат на една изключително гореща планета да запази газовата си обвивка в продължение на милиарди години. Изследователката Лиса Данг от Университета на Ватерло, част от научния екип, посочва, че следващата важна задача е да се установи дали атмосферата на TOI-561 b прилича повече на тази на Венера или на екстремна версия на вулканичната Йо. По-дълговълнови наблюдения с „Джеймс Уеб“ могат да предоставят допълнителни сведения за химичния състав и структурата на тази необикновена атмосфера.

TOI-561 b е много повече от екзотичен космически обект с впечатляващо високи температури. Тя поставя под въпрос досегашните представи за това колко дълго една скалиста планета може да запазва атмосферата си при екстремни условия. Разбирането на подобни светове може да помогне на учените да изследват по-добре еволюцията на земеподобните планети, механизмите на атмосферна загуба и взаимодействието между вътрешността на планетите и техните газови обвивки. Откритието е особено ценно и за бъдещите изследвания на екзопланети, тъй като показва колко сложни могат да бъдат атмосферните процеси дори на места, които първоначално изглеждат напълно негостоприемни. Що се отнася до TOI-561 b – може би най-страшното в тази космическа история не е, че там Хелоуин би настъпвал на всеки 11 часа, а че природата е създала свят, в който дори облаците могат да бъдат изградени от изпарени скали.

Снимка: Unsplash/Robert Lea

Виж още: Секретният китайски космически самолет: Какво знаем за него и какви са амбициите на Пекин в околоземна орбита?