Мини-Нептуны: плотная атмосфера может дать твёрдую поверхность ^{CEFR B2}

Новое исследование Университета Чикаго под руководством профессора Элизы Кемптон ставит под сомнение устоявшуюся картину мини-Нептунов — планет, меньше Нептуна, окружённых плотной атмосферой. Ранее многие считали, что такие миры покрыты глобальными океанами расплавленной магмы из‑за сильного нагрева от родительской звезды в сочетании с лёгкой атмосферой.

Наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба для планеты GJ 1214 b показали, что её атмосфера может содержать более тяжёлые молекулы, чем простой водород и гелий. Более тяжёлая атмосфера создаёт на поверхность гораздо большее давление. Команда отмечает, что при таком давлении расплавленная порода способна сжаться и вновь превратиться в твёрдую породу, подобно тому как в глубоком земном ядре углерод превращается в алмаз.

Чтобы оценить распространённость этого эффекта, исследователи создали серию моделируемых планет с разными типами атмосфер и температурами. По моделям получается, что значительная часть мини-Нептунов, ранее рассматривавшихся как «мира лавы», может иметь твёрдую поверхность, удерживаемую весом плотной атмосферы. Как отмечает Кемптон, «это либо–или»: можно иметь пол, покрытый лавой, или твёрдую поверхность, и атмосферные свойства решают, к какому режиму принадлежит планета.

• Наблюдения: GJ 1214 b показал тяжёлые молекулы.
• Моделирование: разные атмосферы и температуры тестировали влияние давления.
• Выводы: значительная доля мини-Нептунов может быть твёрдой.

Первыми авторами работы были Боди Бреза и Мэтью Никсон (ныне 51 Pegasi b postdoctoral fellow в Университете штата Аризона). Эдвин Кит ранее предлагал идею, что океаны магмы могут «поглощать» свои небеса; новое исследование рассматривает эту идею подробнее. Результаты опубликованы в Astrophysical Journal Letters; источник — University of Chicago.