Лавові планети — це екзопланети земного типу або суперземлі, які обертаються надзвичайно близько до своїх зірок. Їх орбітальний період триває менше земної доби. Ці світи, ймовірно, припливно-заблоковані, як і наш Місяць, тобто постійно повернуті до своєї зірки однією стороною. Поверхні лавових планет на денній стороні настільки гарячі, що силікатні породи там плавляться та навіть випаровуються. Дослідження, проведене під керівництвом доктора Шарля-Едуара Букаре з Йоркського університету, показує, що ці екстремальні світи є унікальними моделями для вивчення еволюції планет. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Формування та характеристики лавових планет
Лавові планети — це клас екзопланет, які обертаються так близько до своєї зірки, що її гравітаційний вплив призводить до припливного блокування. Цей феномен означає, що одна сторона планети завжди звернена до зірки, внаслідок чого денна сторона постійно отримує інтенсивне випромінювання. Температура на цій стороні досягає таких високих показників, що силікатні породи — основний компонент скелястих планет — плавляться, утворюючи океани розплавленої лави.
За словами доктора Букаре, ці процеси, хоча й надзвичайно посилені на лавових планетах, є фундаментально тими ж, що формували скелясті планети в нашій Сонячній системі. Дослідження цих екзопланет надає унікальну можливість вивчати базові механізми планетарної еволюції в екстремальних умовах. Їхня доступність для спостережень завдяки короткому орбітальному періоду робить їх ідеальною мішенню для телескопів нового покоління, таких як James Webb Space Telescope, який, як сподіваються вчені, допоможе виявити відмінності між молодими та старими лавовими планетами.
Шарль-Едуард Букаре
Лавові планети мають такі екстремальні орбітальні конфігурації, що наші знання про скелясті планети Сонячної системи не застосовуються безпосередньо, залишаючи вчених у невідомості щодо того, що очікувати під час спостереження за ними. Наші симуляції пропонують концептуальну основу для інтерпретації їхньої еволюції та надають сценарії для вивчення їхньої внутрішньої динаміки та хімічних змін з часом.
Вплив розплавлення порід на хімічний склад
Коли породи на лавових планетах плавляться або випаровуються, елементи, такі як магній, залізо, кремній, кисень, натрій і калій, розподіляються між різними фазами — парою, рідиною та твердою речовиною. Унікальна орбітальна конфігурація лавових планет підтримує цю рівновагу протягом мільярдів років, сприяючи довгостроковій хімічній еволюції. Нове дослідження, проведене вченими з Йоркського університету, використовує чисельне моделювання для передбачення двох основних станів еволюції лавових планет.
Перший стан — це молоді планети, які, ймовірно, мають повністю розплавлений інтер’єр. У цьому випадку атмосфера відображає основний склад планети, а перенесення тепла всередині розплавленого ядра підтримує нічну сторону гарячою та динамічною.
Другий стан, який, імовірно, характерний для старих планет, має переважно твердий інтер’єр. На таких планетах лише неглибокий океан лави залишається на денній стороні, а атмосфера стає збідненою на такі елементи, як натрій, калій та залізо.
Моделювання процесів всередині планети
Щоб краще зрозуміти еволюцію лавових планет, дослідники створили теоретичну модель, яка описує взаємозв’язок між внутрішньою частиною планети та її атмосферою. Цей підхід дозволив симулювати довгострокові процеси, що відбуваються на цих екзопланетах, враховуючи, як тепло та хімічні елементи переміщуються між розплавленою породою та газовою оболонкою.
Моделювання показало, що навіть за мільярди років еволюції, ці планети зберігають чіткі ознаки свого віку та стану, що потенційно може бути виявлено за допомогою телескопічних спостережень. Доктор Букаре наголосив, що ці симуляції є концептуальною основою для інтерпретації спостережень та дозволяють науковцям прогнозувати, які динамічні та хімічні зміни можуть відбуватися на цих планетах. Це дослідження є важливим кроком у переході від «моментального знімка» до розуміння довгострокової еволюції екзопланет.
Майбутнє спостережень: James Webb Telescope
Успіх цього дослідження залежить від можливості підтвердити теоретичні моделі спостереженнями. Вчені покладають великі надії на космічний телескоп Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope), який має достатню чутливість, щоб аналізувати склад атмосфери далеких екзопланет. Завдяки його здатності фіксувати інфрачервоне випромінювання, телескоп зможе виявляти наявність або відсутність певних хімічних елементів, що допоможе відрізнити молоді лавові планети з багатою атмосферою від старих, де атмосфера вже збіднена.
Джеймс Вебб дозволить дослідникам заглянути всередину цих планет, вивчаючи їхні внутрішні процеси та хімічні зміни, що відбуваються з часом. Це стане важливим кроком у розвитку екзопланетології, дозволяючи нам краще зрозуміти механізми, які формують світи за межами нашої Сонячної системи, і, можливо, навіть дізнатися більше про еволюцію нашої власної планети.
Раніше ми писали, що на екзопланетах за 300 світлових років виявили хмари та сліди мінералів
