Международная команда астрономов изучила и впервые детально описала таинственную экзопланету K2-18b, использовав возможности инструментов космического телескопа Джеймса Уэбба. Исследование подтвердило существование атмосферы на этом мире, однако ее состав озадачил исследователей.
Как сообщает Phys.org, экзопланета K2-18b, классифицированная как "мини-Нептун", была обнаружена космическим телескопом "Кеплер" в 2015 году. С тех пор было установлено, что она вращается вокруг красного карлика на расстоянии около 134 световых лет от Земли. В каталоге экзопланет она описывается как потенциально скалистый мир, масса которого примерно в девять раз превышает массу нашей планеты. Также ранее было установлено, что один оборот занимает у нее около 30 дней, а сама планета находится на расстоянии около 0,1429 астрономических единицы от своей звезды.
Последующее исследование при помощи космического телескопа Уэбба показало, что у экзопланеты имеется атмосфера с высокой концентрацией углеродсодержащих молекул. В частности, было выявлено обилие метана и углекислого газа, но также был зафиксирован дефицит аммиака. Это породило гипотезу о том, что под богатой водородом атмосферой на планете K2-18b может существовать водный океан.
Однако в рамках нового исследования ученые наткнулись на парадокс. Они говорят, что мир K2-18b представляет собой настоящую планету-головоломку, так как его характеристики, порой, противоречат стандартным научным моделям и не вписываются в существующее понимание механизма эволюции планет. Авторы статьи, например, утверждают, что K2-18b действительно может оказаться планетой-океаном, только не водным, а океаном лавы.
"Мы предлагаем решение несоответствия между наблюдениями и моделированием климата путем исследования влияния океана магмы на химию атмосферы "мини-Нептунов", - пишут авторы. Плотность мира К2-18b находится между плотностью Нептуна и Земли, а это означает, что его состав неизвестен. Наблюдения телескопа Уэбба показывают, что атмосфера этой планеты, богатая углеродом и бедная аммиаком, является индикатором существования океана. Только какого?
"В своей работе мы показываем, что истощение атмосферного аммиака является естественным следствием высокой растворимости форм азота в магме в условиях, когда толстая водородная оболочка находится в контакте с расплавленной поверхностью планеты", - говорится в статье. При этом кислород, как и на Земле, играет важную роль в окислении магмы, которое оказывает глубокое влияние на растворимость азота. Азот же необходим для образования аммиака. Поэтому ученые были удивлены тем, что телескоп Уэбба практически не обнаружил аммиака в атмосфере K2-18b, следовательно, этот удивительный мир не относится к стандартному ряду планет Хайса.
Вместо этого он может оказаться огромным океаном магмы, но и данная гипотеза требует проверки. "Таким образом, следует искать альтернативные взаимоисключающие химические индикаторы присутствия водного океана по сравнению с океаном магмы, чтобы будущие наблюдения могли различать эти потенциальные сценарии", - заключают исследователи.