«Апостериори»: Океан магмы может помогать раскалённым планетам сохранять атмосферу

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Океан расплавленной породы может помогать некоторым раскалённым планетам сохранять атмосферу миллиарды лет.

У планет, расположенных очень близко к звезде, атмосфера должна быстро разрушаться мощным ультрафиолетовым и рентгеновским излучением. На этом основана идея «космической береговой линии»: чем сильнее облучение и чем слабее гравитация планеты, тем труднее ей удержать газ.

Однако наблюдения James Webb заставили учёных скорректировать эти представления. У некоторых чрезвычайно горячих каменистых планет, поверхность которых может быть покрыта лавой, обнаруживаются признаки довольно плотной атмосферы.

В исследовании, опубликованном 25 августа 2026 года в The Astrophysical Journal Letters, учёные построили модель, одновременно описывающую эволюцию атмосферы и внутренних слоёв планеты.

Ключевой элемент модели – растворимость газов в расплавленной породе. Пока поверхность остаётся океаном магмы, большая часть летучих веществ может находиться внутри расплава. В атмосферу они выходят постепенно. Одновременно планета теряет верхние слои атмосферы.

В определённом диапазоне температур эти два процесса способны почти уравновешивать друг друга. Планета теряет газ сверху, но медленно получает новый снизу. Авторы называют такой режим «космической песчаной отмелью» – дополнением к прежней береговой линии.

Есть и второй эффект. Если планета остывает и магматический океан затвердевает, часть летучих веществ может оказаться запертой глубоко в мантии. Тогда доступный атмосферный резервуар уменьшается и оставшийся газ может быть потерян быстрее. Получается, что более горячая планета в некоторых условиях способна сохранить атмосферу лучше, чем немного более холодная.

Модель также учитывает приливный нагрев. Если орбита планеты немного вытянута, гравитация звезды постоянно деформирует её внутренние слои и выделяет дополнительное тепло. Это может дольше поддерживать магматический океан и тем самым менять темп выхода газов.

Пока это не прямое наблюдение обмена газом между магмой и атмосферой далёкой планеты, а только математическая модель. Результат зависит от состава недр, количества летучих веществ, возраста системы и активности звезды. Для систем вокруг красных карликов сохранение плотной атмосферы у лавовых миров, по расчётам авторов, особенно трудно без дополнительного внутреннего нагрева.

Но модель предлагает проверяемые прогнозы для будущих наблюдений. Если распределение атмосфер у близких каменистых планет действительно образует две границы вместо одной, телескопы должны постепенно обнаружить характерный диапазон почти безатмосферных миров между ними.

Работа важна для поиска потенциально пригодных для дальнейшего изучения планет. Понимание механизма сохранения атмосферы в таких экстремальных условиях помогает отделить общие законы атмосферной эволюции от исключений, которые раньше казались противоречащими теории.