До сих пор ученые не могли напрямую наблюдать вулканы на экзопланетах. Современные телескопы не способны сфотографировать их поверхность, а анализ атмосферы требует высочайшей точности. Предыдущие попытки обнаружить газы вулканического происхождения на других планетах давали противоречивые результаты: сигналы либо исчезали, либо оказывались ошибкой измерений.
Новые данные с телескопа «Джеймс Уэбб» изменили ситуацию. Команда американских астрономов под руководством Аарона Аруфе (Aaron Arufe) из Лаборатории реактивного движения NASA проанализировала спектр атмосферы экзопланеты L 98-59 b, расположенной в 35 световых лет от Земли и открытой в 2019 году. Результаты показали, что 85–95 процентов атмосферы планеты составляет диоксид серы. Такой состав характерен для вулканических выбросов.
Планета вращается так близко к своей звезде, что год здесь длится меньше двух земных суток. Из-за этого L 98-59 b должна была потерять атмосферу под воздействием звездного ветра. Однако мощные приливные силы деформируют недра планеты, разогревая их. Этот процесс, аналогичный тому, что вызывает вулканизм на спутнике Юпитера Ио, поддерживает постоянное извержение магмы.
Статья по теме: Четыре жуткие планеты в Млечном Пути
Эта планета — настоящий вулканический ад. Ее буквально «мнут» гравитацией, как тесто. Из-за того, что она очень близко к своей звезде, притяжение растягивает и сжимает недра. От такого постоянного трения внутри все раскаляется, камни плавятся, образуя океан магмы.
Каждое извержение вырывается на поверхность, выбрасывая тонны сернистого газа — его и обнаружили в атмосфере. Этих выбросов так много, что даже близость к звезде не успевает «сдуть» атмосферу: вулканы работают как гигантский насос. То есть газы, выделяемые при извержениях, непрерывно пополняют атмосферу, несмотря на близость к звезде.
Расчеты показали, что вулканическая активность L 98-59 b в восемь раз превышает показатели Ио, самого геологически активного тела Солнечной системы. Под тонкой корой планеты, вероятно, скрывается глобальный магматический океан, занимающий до 80 процентов ее объема.
«Приливной нагрев — единственное объяснение, почему мы видим такую плотную атмосферу у столь маленькой планеты», — пояснил Аруфе.
Статья по теме: Ученым удалось исследовать химический состав атмосферы экзопланеты
Открытие вулканизма на L 98-59 b — новая страница в изучении экзопланет. Если гипотеза подтвердится, это докажет, что даже в экстремальных условиях каменистые миры могут сохранять атмосферу благодаря геологической активности. Ученые планируют продолжить наблюдения, чтобы проверить, присутствуют ли в атмосфере планеты другие газы, например, водяной пар или углекислота.
Результаты исследования опубликованы на сайте архива электронных публикаций научных статей и их препринтов arxiv.org.