За последние десятилетия астрономы открыли тысячи планет за пределами Солнечной системы. Многие из них оказались совершенно не похожими на Землю или другие знакомые нам миры. Среди самых необычных объектов особое место занимают сверхгорячие каменистые экзопланеты, расположенные настолько близко к своим звёздам, что их поверхность буквально плавится. Новые исследования показывают, что на некоторых из них могут существовать настоящие океаны расплавленной породы, а атмосфера может состоять из испарившихся минералов и горных пород.
Подобные миры невозможно назвать пригодными для жизни, однако именно они позволяют лучше понять, как ведут себя планеты в экстремальных условиях. Изучение таких объектов помогает проверить современные модели формирования планет и понять, насколько разнообразной может быть Вселенная.
Планеты бывают гораздо разнообразнее, чем предполагалось
Когда были открыты первые экзопланеты, многие ожидали обнаружить аналоги Земли или других планет Солнечной системы.
Однако наблюдения показали совершенно иную картину.
Сегодня известно множество необычных миров:
- газовые гиганты, вращающиеся почти вплотную к своим звёздам;
- ледяные планеты;
- суперземли;
- мини-нептуны;
- каменистые миры с экстремально высокими температурами.
Каждое новое открытие расширяет представления о том, какие условия могут существовать в космосе.
Планеты, живущие рядом со своей звездой
Некоторые экзопланеты находятся настолько близко к своей звезде, что совершают полный оборот всего за несколько часов или несколько земных суток.
Расстояние между ними и звездой во много раз меньше, чем расстояние между Меркурием и Солнцем.
Из-за этого поверхность получает колоссальное количество энергии.
Температура может достигать таких значений, при которых начинают плавиться обычные горные породы.
Когда камень превращается в жидкость
На Земле расплавленные породы встречаются главным образом в вулканах.
На сверхгорячих экзопланетах ситуация совершенно иная.
Высокая температура способна поддерживать огромные области расплавленной поверхности.
Поэтому исследователи предполагают существование настоящих океанов магмы.
Такие океаны могут покрывать значительную часть планеты.
Их состав зависит от минералов, из которых сформировался сам мир.
Атмосфера из камня
Одной из самых необычных особенностей подобных планет считается состав их атмосферы.
Если температура достаточно высока, начинают испаряться не только лёд или вода.
В газообразное состояние могут переходить компоненты горных пород.
В результате атмосфера может содержать пары:
- кремния;
- натрия;
- железа;
- магния;
- других минералов.
Подобных условий в Солнечной системе не существует.
Каменные облака
На Земле облака состоят главным образом из капель воды или кристалликов льда.
На сверхгорячих экзопланетах возможен совершенно иной механизм.
Испарившиеся минералы поднимаются в верхние слои атмосферы.
Там температура может оказаться немного ниже.
В результате часть вещества конденсируется.
Так могут возникать облака, состоящие не из воды, а из мельчайших частиц минералов.
Фактически это облака из испарённого камня.
День и ночь на такой планете
Многие планеты, расположенные очень близко к своим звёздам, находятся в состоянии приливного захвата.
Это означает, что одна сторона постоянно обращена к звезде.
Другая остаётся в вечной темноте.
Из-за этого возникает огромная разница температур между дневной и ночной сторонами.
Именно такие перепады могут определять циркуляцию атмосферы и перенос испарившихся минералов.
Каменные дожди
Если минеральные пары охлаждаются достаточно сильно, они могут выпадать обратно на поверхность.
Учёные предполагают, что на некоторых экзопланетах возможны необычные осадки.
Конечно, это не привычный дождь.
Вместо воды вниз могут выпадать частицы силикатов и других минералов.
Такой круговорот вещества напоминает земной водный цикл, но состоит уже из расплавленных пород.
Почему эти миры важны для науки
Хотя подобные планеты совершенно непригодны для жизни, их исследование имеет большое значение.
Они позволяют понять:
- как ведут себя минералы при экстремальных температурах;
- каким образом формируются атмосферы каменистых миров;
- как происходит эволюция близких к звезде планет;
- как солнечное излучение влияет на поверхность планет.
Подобные данные невозможно получить, изучая только объекты Солнечной системы.
Как астрономы узнают состав атмосферы
Современные телескопы способны исследовать свет звезды, проходящий через атмосферу планеты во время её прохождения перед диском светила.
Различные химические элементы поглощают свет определённых длин волн.
По этим особенностям можно определить, какие вещества присутствуют в атмосфере.
Именно таким способом учёные получают сведения о составе даже очень далёких миров.
Будущие наблюдения будут ещё точнее
Новое поколение космических и наземных телескопов позволит исследовать подобные экзопланеты значительно подробнее.
Астрономы рассчитывают уточнить:
- распределение температур;
- состав атмосферы;
- наличие облаков;
- особенности движения воздушных масс;
- химический состав поверхности.
Каждое новое наблюдение помогает проверить модели, описывающие поведение вещества при экстремальных температурах.
Почему экзопланеты постоянно удивляют
До открытия первых экзопланет многие считали Солнечную систему типичным примером устройства планетной системы.
Сегодня становится очевидно, что это лишь один из множества возможных вариантов.
Во Вселенной существуют миры, где идут железные дожди, дуют сверхзвуковые ветры, а поверхность покрыта раскалённой магмой.
Такие открытия демонстрируют, насколько разнообразными могут быть планеты и насколько ограниченным пока остаётся человеческий опыт наблюдения за другими мирами.
Экстремальные планеты помогают понять обычные
Хотя сверхгорячие каменистые экзопланеты кажутся совершенно непохожими на Землю, именно они позволяют проверить фундаментальные законы физики и планетологии. Исследуя океаны расплавленной магмы, атмосферы из испарённых минералов и необычные каменные облака, учёные получают новые сведения о поведении вещества в условиях, которые невозможно воспроизвести в лаборатории.
Подобные исследования постепенно раскрывают всё более сложную картину формирования и эволюции планет. Каждый такой мир становится естественной научной лабораторией, позволяющей лучше понять не только далёкие экзопланеты, но и историю возникновения каменистых планет, включая Землю.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
