Астрономы выявили признаки наличия атмосферы у раскаленной каменистой экзопланеты HD 3167 b, находящейся приблизительно в 154 световых годах от нашей планеты. Эта планета совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за один земной день, а ее обращенная к светилу сторона, по всей видимости, покрыта расплавленными горными породами.

Международная группа исследователей, объединив усилия под руководством специалистов из Чикагского университета, использовала космический телескоп James Webb для проведения исследования. Результаты работы были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters. HD 3167 b классифицируется как один из так называемых лавовых миров – каменистых планет, вращающихся на чрезвычайно близких орбитах вокруг своих звезд, что приводит к нагреванию поверхности до температур, достаточных для плавления горных пород.

Примечательно, что HD 3167 b оказалась самой прохладной из известных лавовых планет, у которых зафиксированы признаки наличия атмосферы. Ранее существовало мнение о том, что этим мирам сложно сохранять газовую оболочку в связи с воздействием сильного звездного ветра и интенсивного высокоэнергетического излучения.

Прямого наблюдения атмосферы ученые не осуществляли. Ее вероятное присутствие было установлено посредством метода вторичного затмения – явления, когда планета проходит за своей звездой. Телескоп James Webb зафиксировал изменение инфракрасного излучения системы до и во время затмения, что позволило определить объем тепла, исходящего непосредственно от экзопланеты.

Выяснилось, что обращенная к звезде сторона HD 3167 b значительно прохладнее, чем можно было бы ожидать при отсутствии атмосферы. Одним из вероятных объяснений является наличие газовой оболочки, которая перераспределяет тепло с освещенной стороны на темную. Кроме того, понижать температуру поверхности могут облачные образования, отражающие часть звездного излучения обратно в космическое пространство.

Состав атмосферы на данный момент остается не до конца выясненным. Изначально предполагалось, что она может состоять преимущественно из паров, образовавшихся при испарении горных пород, однако новые данные позволяют предположить наличие более тяжелых газов, включая углекислый газ, угарный газ и водяной пар. Для детального определения состава необходимы дальнейшие наблюдения.

Исследование подобных планет представляет интерес и для понимания истории Земли. В первые миллионы лет своего существования наша планета могла представлять собой глобальный океан магмы из-за значительного количества энергии, высвобождавшейся при столкновениях с другими небесными объектами. Поэтому изучение лавовых суперземель может способствовать лучшему пониманию того, как формируются и сохраняются атмосферы у молодых каменистых планет.

HD 3167 b является частью масштабной программы наблюдений за десятью сверхгорячими лавовыми планетами. Целью исследования является выяснение того, существует ли определенный температурный порог, при котором каменистые миры начинают формировать плотные атмосферы или облака из силикатов.