Необычная экзопланета возле «двойника Солнца» помогла раскрыть давнюю загадку

Она выглядит «белой вороной» среди себе подобных миров, и астрономы, кажется, поняли, почему.
Экзопланета TOI-421 b в представлении художника
Экзопланета TOI-421 b в представлении художникаИсточник: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)

Обнаружена любопытная особенность экзопланеты возле солнцеподобной звезды, пишет The Astrophysical Journal Letters. Сообщается, что речь идет о TOI-421 b, расположенной в системе одноименного желтого карлика в 244 световых годах от нас.

Эта планета примерно в два с половиной раза крупнее и в семь раз массивнее Земли. Такие миры называют субнептунами, мини-нептунами или газовыми карликами. По оценкам ученых, у них должно быть твердое ядро, покрытое толстой мантией летучих веществ — воды, аммиака. Предполагается, что в основном их атмосферы состоят из водорода и гелия с небольшими добавками других газов.

В космосе наблюдают сотни мини-нептунов, это одна из самых распространенных разновидностей экзопланет. Но до сих пор у всех таких миров отмечали одну и ту же общую черту — очень плотную, непрозрачную атмосферу, в которой крайне трудно распознать какие-либо вещества. То есть такие планеты практически всегда окутаны «дымкой» или непроницаемой облачной завесой.

Классический мининептун в представлении художника
Классический мининептун в представлении художникаИсточник: Pablo Carlos Budassi

Именно в этом от них разительно отличается TOI-421 b: атмосфера этой планеты необыкновенно чистая, прозрачная, в ней отчетливо прослеживается в том числе водяной пар, угарный газ и диоксид серы.

При этом располагается этот мини-нептун в своей системе примерно там же, где и практически все остальные из наблюдаемых — очень близко к своей звезде, а именно всего в семи с половиной миллионах километров от нее. Это приблизительно в восемь раз ближе, чем Меркурий к Солнцу.

Дело в том, что при таком расположении экзопланету гораздо легче обнаружить: их открывают и в дальнейшем наблюдают в основном так называемым транзитным методом — во время следования перед диском родительского светила. Чем планета ближе к нему и при этом крупнее, тем сильнее она «затмевает» свет звезды.

Так вот, астрономы поняли, в чем секрет TOI-421 b: она принадлежит более горячей звезде, чем остальные. Ее солнце очень похоже на наше, лишь чуть меньше него. Меж тем большинство известных мини-нептунов находятся в системах звезд гораздо более тусклых и холодных — красных карликов. А от температуры, естественно, во многом зависит и химический состав, и внешний вид атмосферы планеты.

Ученые объясняют, что в более холодной среде таких миров запускаются сложные реакции с участием метана, и это создает характерную «дымку». В атмосфере TOI-421 b не прослеживается ни метана, ни углекислого газа. Судя по всему, они «выветрились» под действием звездного излучения и нагрева.

Любопытно, что солнцу этой планеты, по оценкам, около 10 миллиардов лет, то есть оно вдвое старше нашей звезды. Спрашивается, каким образом возле нее в такой близи могла столько времени просуществовать газовая планета. Предполагают в основном два варианта: либо она изначально образовалась гораздо дальше, а потом сместилась, либо она родилась гораздо более крупной, то есть это был настоящий «нептун», а нынешний мини-нептун — лишь то, что от него осталось.

Ранее ученые рассказали, как экзопланеты подают радиосигналы о своей пригодности для жизни.