Найден «Розеттский камень» космоса? Что планета TOI-270 d рассказала о самом частом типе миров в Галактике
Представьте себе: самый распространённый тип планет во всей нашей огромной Галактике… а в нашей родной Солнечной системе — ни одной такой! Звучит странно, правда? Речь идёт о так называемых «субнептунах» — планетах, которые по размеру больше нашей скалистой Земли, но меньше газового Нептуна. Что же это за звери такие? Долгое время учёные могли лишь строить догадки. Но недавние наблюдения за одной такой планетой, TOI-270 d, пролили свет на эту загадку, хотя и несколько неожиданным образом.
А может, там океаны? Первые надежды
Находится TOI-270 d не так уж и далеко по космическим меркам — всего 73 световых года от нас. Изначально такие миры, особенно те, что вращаются в «обитаемой зоне» своей звезды (где теоретически может существовать жидкая вода), вызывали огромный интерес. Возникла даже целая концепция «гикеанов» — планет-океанов с обширными водными поверхностями под тонкой водородной атмосферой. Помните шумиху вокруг K2-18 b? Её как раз прочили в гикеаны. Звучит заманчиво, правда? Потенциально обитаемый мир, совсем другой, не похожий на Землю…
Горячая штучка, а не водный рай?
Но вот незадача. Когда мощнейший космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) навёл свои «глаза» на TOI-270 d, картина оказалась совсем иной. Данные, собранные командой под руководством Бьорна Беннеке, оказались поразительно детальными для такой относительно небольшой экзопланеты. И они рассказали историю не про прохладный водный мир, а про нечто совершенно иное.
Анализ атмосферы показал наличие углекислого газа, метана и водяного пара. Ничего себе коктейль! Но самое главное — температура. Термометр там, похоже, зашкаливает за 530 градусов Цельсия! Горячее, чем на Венере. Прощайте, мечты об океанах и пальмах. Похоже, TOI-270 d — это скорее гигантская раскалённая каменюка, суперземля, укутанная в плотную, удушающе горячую атмосферу. Немного обидно, конечно, ведь надежда на обитаемость растаяла.
Куда пропал весь аммиак? Химический детектив
Но знаете что? Даже будучи необитаемой, эта планета подкинула учёным интереснейшую загадку. Дело в том, что предыдущие модели предсказывали: в таких плотных, горячих и богатых водородом атмосферах должно быть полно аммиака (NH₃). А его там практически нет! Куда он делся?
И вот тут-то начинается самое интересное. Исследователи из Юго-Западного исследовательского института во главе с Кристофером Глейном предложили элегантное объяснение. Похоже, дело в целой комбинации факторов. Во-первых, при таких адских температурах активно образуется молекулярный азот (N₂), «отбирая» атомы азота у аммиака. А во-вторых… представьте себе: на поверхности этой планеты может плескаться не вода, а целый океан расплавленной породы — магмы! И этот супергорячий океан, по расчётам учёных, способен просто растворять в себе аммиак, эффективно удаляя его из атмосферы. Вот такая экзотическая химия!
Более того, есть подозрение, что и сама планета изначально была не слишком богата азотом. Ведь «кирпичики», из которых строятся планеты (вроде наших метеоритов-хондритов), обычно содержат не так уж много этого элемента.
Химия далёких миров: Читаем по атмосфере
То, что удалось сделать команде Глейна, — это настоящий прорыв. Они применили геохимические модели, отточенные на изучении планет нашей Солнечной системы, к атмосфере далёкой экзопланеты. И это сработало! Точность данных «Джеймса Уэбба» позволяет теперь проводить такой глубокий анализ. Мы буквально заглядываем в «химическую кухню» другого мира, узнаём о его температуре, возможном наличии магматических океанов и даже о его происхождении.
Как метко заметил Глейн, есть что-то общее у планетологии и биологии: из относительно простого набора базовых элементов и правил взаимодействия природа создаёт поразительное разнообразие форм. И мы только начинаем это разнообразие видеть, считывая «химические подписи» далёких атмосфер.
Необитаема, но бесценна: Уроки TOI-270 d
Так что же получается? TOI-270 d — не колыбель жизни, по крайней мере, в нашем понимании. Но она оказалась тем самым «Розеттским камнем», который поможет расшифровать природу субнептунов. Изучая её, мы лучше понимаем, какими разными путями может идти формирование и эволюция планет. Природа, честно говоря, выдумывает такие конфигурации, которые нам и не снились!
Каждая новая экзопланета — это новая страница в книге Вселенной. А их открыто уже больше 5800! TOI-270 d — лишь одна деталь в гигантской космической головоломке. Но какая важная деталь! Она показала мощь наших новых инструментов и методов, открыла окно в химию чужих миров и заставила пересмотреть некоторые наши представления. И кто знает, какие сюрпризы готовит нам следующая планета у далёкой звезды? Поиски продолжаются, и это невероятно увлекательно.