Աստղագետները հայտնաբերել են սառը լավային մոլորակ, որը կարող է հիշեցնել երիտասարդ Երկիրը

Աստղագետները հայտնաբերել են անսովոր քարե մոլորակ, որը միաժամանակ համապատասխանում է երկու, առաջին հայացքից, անհամատեղելի բնորոշման․ դա շիկացած լավային աշխարհ է, բայց միևնույն ժամանակ մթնոլորտ ունեցող հայտնի լավային աշխարհներից ամենասառն է։ HD 3167 b մոլորակը գտնվում է Երկրից 154 լուսատարի հեռավորության վրա և իր աստղի շուրջ պտտվում է ընդամենը մեկ երկրային օրվա ընթացքում։

James Webb տիեզերական աստղադիտակի միջոցով կատարված դիտարկումները ցույց են տվել, որ մոլորակը զգալիորեն ավելի սառն է, քան պետք է լիներ առանց մթնոլորտի։ Հետազոտողների կարծիքով՝ հենց մթնոլորտն է օգնում վերաբաշխել ջերմությունը մոլորակի ցերեկային և գիշերային կողմերի միջև։ Արդյունքները հրապարակվել են The Astrophysical Journal Letters-ում։

Մոլորակի վրա տարին տևում է ընդամենը մեկ օր

HD 3167 b-ն պատկանում է քարե գերերկիրների դասին և հայտնի լավային աշխարհներից ամենափոքրն է։ Մոլորակը չափազանց մոտ է գտնվում իր աստղին, ուստի նրա շուրջ մեկ ամբողջական պտույտը տևում է մոտավորապես 24 ժամ։

Այդպիսի մոտության պատճառով HD 3167 b-ն, հավանաբար, մակընթացային կերպով կապակցված է․ նրա մի կողմը մշտապես ուղղված է դեպի աստղը, իսկ մյուսը մնում է հավերժական խավարի մեջ։

Նման պայմանները պետք է հանգեցնեին ծայրահեղ տաքացման։ Եթե մոլորակը մթնոլորտ չունենար, նրա ցերեկային կողմը կհասներ այս համակարգի համար հնարավոր առավելագույն ջերմաստիճանին։

Բայց դիտարկումները ցույց տվեցին այլ բան։

Ինչու մոլորակը անսպասելիորեն սառը դուրս եկավ

Հետազոտողները HD 3167 b-ն դիտարկել են James Webb աստղադիտակի MIRI գործիքի միջոցով, որը աշխատում է միջին ինֆրակարմիր տիրույթում։ Գիտնականները մոլորակն ուսումնասիրել են երկրորդային խավարման ժամանակ՝ այն պահին, երբ այն անցնում է իր աստղի հետևով։

Համեմատելով համակարգի ինֆրակարմիր ճառագայթումը նման խավարումից առաջ և դրա ընթացքում՝ աստղագետները կարողացել են գնահատել մոլորակի ջերմաստիճանը։

Պարզվել է, որ HD 3167 b-ն զգալիորեն ավելի սառն է, քան սպասվող առավելագույնը։

Հետազոտության գլխավոր հեղինակ Բրենդոն Փարք Քոյի խոսքով՝ եթե մթնոլորտ չլիներ, մոլորակի ցերեկային կողմը կլիներ այնքան տաք, որքան ընդհանրապես հնարավոր է նրա՝ աստղի նկատմամբ ունեցած դիրքի պայմաններում։

Սակայն դիտարկվող ջերմաստիճանը վկայում է մթնոլորտի առկայության մասին։

Մթնոլորտը ջերմությունը տեղափոխում է գիշերային կողմ

Հետազոտողները ենթադրում են, որ HD 3167 b-ի մթնոլորտը արտացոլում է աստղի ճառագայթման մի մասը և օգնում է էներգիան վերաբաշխել մոլորակի ամբողջ տարածքով։

Ցերեկային կողմից ստացված ջերմության մի մասը կարող է տեղափոխվել մշտական գիշերվա կողմը։ Դրա շնորհիվ աստղին ուղղված մակերեսը ավելի սառն է լինում, քան կլիներ ամբողջովին անմթնոլորտ լավային աշխարհի դեպքում։

Միևնույն ժամանակ մոլորակը մնում է բավականաչափ տաք, որպեսզի նրա մակերեսը կարողանա ծածկված լինել հալված ապարով։ Այդ պատճառով HD 3167 b-ն միաժամանակ մնում է լավային աշխարհ և դառնում է այս դասի հայտնի ներկայացուցիչներից ամենասառըը՝ մթնոլորտի հայտնաբերված նշաններով։

Հետազոտողների համար սա հատկապես հետաքրքիր է, որովհետև աստղին այդքան մոտ լինելը, թվում էր, նման մոլորակի վրա մթնոլորտը պետք է դարձներ ծայրահեղ անկայուն։ Ուժեղ աստղային քամին և բարձր էներգիայի ճառագայթումը պետք է աստիճանաբար պոկեին գազային շերտը։

«Որքան ավելի մոտ է քարքարոտ մոլորակը իր աստղին, այնքան ավելի դժվար է նրան պահպանել մթնոլորտը», — բացատրում է աշխատանքի համահեղինակ Չիկագոյի համալսարանից Էդվին Քայթը։ Սակայն լավային աշխարհների դիտարկումները ցույց են տալիս, որ դրանց վրա մթնոլորտները կարող են պահպանվել նույնիսկ ծայրահեղ պայմաններում։

Լավային աշխարհները կարող են պատմել երիտասարդ Երկրի մասին

HD 3167 b-ն կյանքի համար չափազանց տաք է։ Բայց հենց այդ պատճառով էլ այն հետաքրքրություն է ներկայացնում գիտնականների համար։

Աստղագետները ենթադրում են, որ նման մոլորակները կարող են ծառայել որպես յուրատեսակ մոդելներ՝ քարքարոտ մոլորակների ձևավորման վաղ փուլերը ուսումնասիրելու համար։

Երբ Երկիրը նոր էր ձևավորվում, մոլորակեզիմալների բախումները անջատում էին հսկայական քանակությամբ էներգիա։ Երիտասարդ մոլորակի մակերեսը կարող էր որոշ ժամանակով վերածվել մագմայի գլոբալ օվկիանոսի։

«Մենք կարծում ենք, որ Արեգակնային համակարգի պատմության ամենավաղ փուլում, երբ ձևավորվում էին երկրային խմբի մոլորակները, դրանք չափազանց տաք էին մոլորակեզիմալների բախումների էներգիայի պատճառով», — ասում է Քոյը։

Երկիրն էլ ունեցել է մագմատիկ օվկիանոսի փուլ, երբ մակերեսը գրեթե ամբողջությամբ հալված էր։

Ուստի ժամանակակից լավային մոլորակի դիտարկումը թույլ է տալիս ուսումնասիրել գործընթացներ, որոնք կարող էին տեղի ունենալ Երկրի հետ նրա գոյության առաջին միլիոնավոր տարիներին։

Գիտնականները ստուգում են, թե որտեղ է ավարտվում լավային աշխարհների մթնոլորտը

HD 3167 b-ի հայտնագործությունը դարձել է լավային մոլորակների մթնոլորտներին նվիրված ավելի մեծ ծրագրի մի մաս։ Հետազոտողները ուսումնասիրում են այդպիսի տասը աշխարհ, որպեսզի պարզեն, թե ինչ ջերմաստիճանների դեպքում քարե մոլորակները կարող են պահպանել կամ ձևավորել գազային թաղանթներ։

HD 3167 b-ի պարադոքսը հատկապես կարևոր է այս խնդրի համար․ նրա ջերմաստիճանը սպասվածից ցածր է, իսկ մթնոլորտի առկայությունը, դատելով դիտարկումներից, օգնում է բացատրել այդ տարբերությունը։

Ավելին, ավելի վաղ աստղագետներն արդեն գտել էին մթնոլորտների նշաններ նույնիսկ ավելի տաք լավային աշխարհների մոտ։ Սա նոր հարց է առաջ քաշում․ ինչպե՞ս են մթնոլորտները ձևավորվում և պահպանվում այն մոլորակների վրա, որոնք իրենց աստղերից ստանում են այդքան հզոր ճառագայթում։

Քանի դեռ James Webb-ը հետազոտում է ավելի ու ավելի շատ նման օբյեկտներ, գիտնականները կկարողանան համեմատել դրանք միմյանց հետ և պարզել, թե որքան տարածված են մթնոլորտները լավային աշխարհների մոտ։

Այս մոլորակներն իրենք կյանքի համար պիտանի չեն, սակայն կարող են դառնալ Երկրի անցյալի յուրատեսակ պատուհաններ։ Ինչպես նշում է Քայթը, նման ծայրահեղ աշխարհների ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս հասկանալ գործընթացներ, որոնք կարևոր նշանակություն ունեն շատ ավելի չափավոր քարքարոտ մոլորակների էվոլյուցիայի համար՝ ներառյալ մերը։