Երկրից մոտ 280 լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվող TOI-561 b էկզոմոլորակը շատ ավելի անդրադարձնող և զով է դուրս եկել, քան ակնկալում էին աստղագետները: James Webb տիեզերական հեռադիտակի դիտարկումները ցույց են տվել, որ այն անդրադարձնում է վրան ընկնող աստղային լույսի մոտ 75%-ը: Հնարավոր բացատրությունը սիլիկատային հանքանյութերից բաղկացած ամպերն են, որոնք գործում են որպես հսկայական արևապաշտպան էկրան: Ընդ որում, մոլորակը, որի մակերեսը կարող է ներկայացնել հալված ապարների գլոբալ օվկիանոս, հավանաբար պահպանում է խիտ մթնոլորտ, թեև աստղի ինտենսիվ ճառագայթումը միլիարդավոր տարիների ընթացքում պետք է զրկեր նրան գազային թաղանթից:

Միջազգային հետազոտական ​​խմբի արդյունքները, որի կազմում էր Բիրմինգհեմի համալսարանի աստղաֆիզիկոս Անջալի Պիետը, հրապարակվել են The Astronomical Journal-ում: Գիտնականները 37 ժամ շարունակ James Webb հեռադիտակով հետևել են TOI-561 b-ին՝ հետևելով մոլորակի՝ աստղի շուրջ կատարած գրեթե չորս լրիվ պտույտին:

Մթնոլորտ, որը չպետք է պահպանված լիներ

TOI-561 b-ն քարային մոլորակ է, որը պտտվում է իր աստղին չափազանց մոտ: Դրա պայմաններն այնքան ծայրահեղ են, որ աստղագետներն ակնկալում էին. միլիարդավոր տարիների ընթացքում ինտենսիվ ճառագայթումը պետք է գրեթե ամբողջությամբ ոչնչացրած լիներ նրա մթնոլորտը:

Այնուամենայնիվ, նոր տվյալները վկայում են, որ մոլորակի գազային թաղանթը կարող է մնալ բավականին խիտ: Սա հարց է առաջացնում այն ​​մասին, թե ինչպես է այն վերապրել աստղային ճառագայթման նման երկարատև ազդեցությունը:

«Մեր հայտնագործությունը կասկածի տակ է դնում գոյություն ունեցող տեսությունները: Մենք կակնկալեինք, որ TOI-561 b-ի նման խիստ ճառագայթվող քարային մոլորակը միլիարդավոր տարիներ առաջ կորցրած կլիներ իր մթնոլորտը», — ասում է Բիրմինգհեմի համալսարանի աստղագիտության ամբիոնի դոցենտ Անջալի Պիետը:

Հետազոտողի խոսքով՝ առայժմ անհայտ է, թե կոնկրետ ինչ գազերից է բաղկացած մթնոլորտը: Հնարավոր տարբերակների թվում են՝ ածխաթթու գազով հարուստ խիտ թաղանթը, որը հիշեցնում է Վեներայի մթնոլորտը, բայց գոյություն ունի շատ ավելի բարձր ջերմաստիճաններում: Մեկ այլ տարբերակ է ծծմբի երկօքսիդի գերակշռությամբ մթնոլորտը, որն անջատվում է հրաբխային ակտիվության ժամանակ, մասնավորապես՝ Յուպիտերի Իո արբանյակի վրա:

Հանքային ամպերը՝ որպես հսկայական արևապաշտպան էկրան

Հուշումը տվել են TOI-561 b-ի ցերեկային կողմի ջերմաստիճանի նախկին չափումները: Այն զգալիորեն ավելի զով է դուրս եկել, քան պետք է լիներ իր աստղին այդքան մոտ գտնվող մութ քարային մոլորակը:

Հետազոտողները ենթադրել են երկու հնարավոր բացատրություն. մթնոլորտը ջերմությունը տեղափոխում է լուսավորված կողմից դեպի գիշերայինը, կամ աստղային ճառագայթման զգալի մասն անդրադարձվում է դեպի տիեզերք՝ չհասցնելով տաքացնել մակերեսը:

Կատարվածում գլուխ հանելու համար գիտնականները հետևել են մոլորակին գրեթե չորս պտույտի ընթացքում: Քանի որ TOI-561 b-ն, ըստ երևույթին, միշտ մի կողմով է շրջված դեպի աստղը, նրա ցերեկային կիսագունդը մշտապես լուսավորված է, իսկ գիշերայինը չի ստանում ուղղակի աստղային լույս:

Չափումները ցույց են տվել, որ գիշերային կողմն այնքան էլ տաք չէ, որպեսզի ջերմաստիճանային բաշխման բոլոր առանձնահատկությունները բացատրվեն միայն ջերմության տեղափոխությամբ: Փոխարենը տվյալները վկայում են մոլորակի բարձր անդրադարձման ունակության մասին. այն տիեզերք է վերադարձնում վրան ընկնող լույսի մոտ 75%-ը: Այս ցուցանիշով TOI-561 b-ն համեմատելի է Վեներայի հետ:

Պարզելու համար, թե ինչը կարող է ապահովել նման էֆեկտ, թիմը համեմատել է դիտարկումների արդյունքները մոլորակի կլիմայի համակարգչային մոդելների հետ: Մոդելավորումը ցույց է տվել, որ ցերեկային կողմի վրա կարող են ձևավորվել սիլիկատային հանքանյութերից բաղկացած ամպեր, ներառյալ սիլիցիումի երկօքսիդը ($SiO_2$) և մագնեզիումի սիլիկատը ($MgSiO_3$):

Եթե ​​նման ամպերն իրոք գոյություն ունեն, դրանք ընդունակ են անդրադարձնել աստղային ճառագայթման զգալի մասը նույնիսկ մինչև մակերեսին հասնելը: Արդյունքում մոլորակը կլանում է ավելի քիչ էներգիա և այնքան էլ ուժեղ չի տաքանում, որքան կարելի էր ակնկալել նման ամպային շերտի բացակայության դեպքում:

«Մենք չափել ենք, թե ինչպես են փոխվել մոլորակի պայծառությունն ու ջերմային ճառագայթումը նրա ուղեծրի ընթացքում: Այս մեթոդը, որը հայտնի է որպես փուլային կորի վերլուծություն, ցույց տվեց, որ մոլորակն անդրադարձնում է իր աստղի լույսի զգալի մասը, իսկ ջերմությունը վերաբաշխվում է ամբողջ մոլորակով մեկ, այլ ոչ թե մնում միայն լուսավորված կողմում: Միասին այս արդյունքները վկայում են մթնոլորտի առկայության մասին», — բացատրում է Կանադայի Վատերլոյի համալսարանից Լիզա Դանգը, որը ղեկավարում էր հետազոտությունը:

Առայժմ հանքային ամպերը մնում են դիտարկումների հնարավոր բացատրություն, այլ ոչ թե անմիջապես հաստատված մոլորակային առանձնահատկություն: Դրանց բաղադրությունն ու հատկությունները պարզելու համար կպահանջվեն լրացուցիչ տվյալներ:

Հալված ապարների օվկիանոսը կարող է սնուցել մթնոլորտը

Կա ևս մեկ առեղծված. եթե TOI-561 b-ն իրոք պահպանել է խիտ մթնոլորտը, ինչպե՞ս է այն համալրում գազերը, որոնք աստիճանաբար հեռանում են տիեզերք:

Նոր արդյունքները լրացնում են նույն հետազոտական ​​խմբի կողմից ավելի վաղ ստացված տվյալները: Դրանք մատնանշում են այն հնարավորությունը, որ մոլորակի մթնոլորտը անընդհատ համալրվում է նրա հալված ընդերքից անջատվող գազերով:

TOI-561 b-ի մակերեսը կարող է պատված լինել մագմայի գլոբալ օվկիանոսով: Այդ դեպքում մոլորակը հիշեցնում է հսկայական հրաբուխ. գազերն անընդհատ դուրս են գալիս հալված ապարից և մտնում մթնոլորտ՝ փոխհատուցելով կորուստների գոնե մի մասը:

«Սա կարևոր հարցեր է բարձրացնում. արդյո՞ք մոլորակը ձևավորվել է գազերի անսովոր մեծ պաշարով, թե՞ նրա մակերեսը ծածկող հալված ապարների օվկիանոսը գործում է որպես մոլորակային հրաբուխ՝ անընդհատ սնուցելով մթնոլորտը», — նշում է Պիետը:

Եթե ​​վարկածը հաստատվի, այն կօգնի բացատրել, թե ինչու է գազային թաղանթը պահպանվել մի աշխարհում, որը պետք է կորցրած լիներ այն ծայրահեղ ճառագայթման ազդեցության տակ:

Ինչ կպարզի James Webb հեռադիտակն այնուհետև

Հաջորդ քայլը TOI-561 b-ի մթնոլորտի քիմիական բաղադրության որոշումն է և այն հարցի պարզաբանումը, թե հնարավոր սցենարներից որն է ավելի լավ բացատրում դրա հատկությունները: Գիտնականները ցանկանում են հասկանալ՝ արդյոք այս մոլորակն ավելի շատ հիշեցնում է չափազանց տաք Վեներան, թե ներկայացնում է հրաբխային Իո արբանյակի նույնիսկ ավելի ծայրահեղ տարբերակը:

Դրա համար հետազոտողները պլանավորում են նոր դիտարկումներ James Webb-ի միջոցով՝ ավելի երկար ալիքների վրա: Դրանք կարող են լրացուցիչ տեղեկատվություն տալ մթնոլորտի բաղադրության մասին և օգնել պարզել, թե ինչպես է այն պահպանվում միլիարդավոր տարիների ընթացքում:

TOI-561 b-ն դժվար թե բնակելի աշխարհ լինի. ծայրահեղ ջերմաստիճանները և հալված ապարների հնարավոր օվկիանոսն այն դարձնում են չափազանց անհյուրընկալ մեզ հայտնի կյանքի համար: Բայց մոլորակը մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում գիտության համար: Այն ցույց է տալիս, որ նույնիսկ այնպիսի պայմաններում, որոնք, կարծես թե, պետք է ամբողջությամբ ոչնչացնեին քարային աշխարհի մթնոլորտը, կարող են գործել մեխանիզմներ, որոնք թույլ են տալիս դրան պահպանվել և անընդհատ թարմացվել: