Четыре ближайшие к Солнцу экзопланеты, судя по всему, лишились атмосферы

Специалисты Кембриджского института астрономии установили, что все четыре известные экзопланеты у звезды Барнарда — ближайшего к нам одиночного светила — судя по всему, безвозвратно утратили свои газовые оболочки. Проведённое математическое моделирование свидетельствует: их первозданные водородно-гелиевые атмосферы испарились максимум через 2 миллиарда лет после зарождения системы, а шансы на формирование вторичных воздушных оболочек на сегодняшний день минимальны.

Исследовательская группа комплекс проанализировала ключевые параметры системы: стабильность траекторий движения, внутреннюю архитектуру миров, объёмы влаги в их мантиях и динамику рассеяния атмосфер. Все квартет планет классифицируется как субземли — твёрдые тела с массой ниже земной. Они совершают полный оборот вокруг материнского красного карлика всего за 2,34–6,74 суток, располагаясь к нему ближе, чем Меркурий к Солнцу, из-за чего непрерывно подвергаются агрессивному рентгеновскому и жёсткому ультрафиолетовому облучению.

Анализ выявил, что именно это губительное излучение должно было стремительно разрушить газовый покров планет. Для объектов внутренней зоны этот процесс занял порядка 10 миллионов лет, тогда как внешним потребовалось около 100 миллионов лет. Варьирование исходных параметров массы атмосферы показало, что ни одна из них не продержалась дольше 2 миллиардов лет, притом что возраст самой системы оценивается в 7–12 миллиардов лет.

Пессимистичными оказались и прогнозы относительно внутреннего устройства небесных тел. Сопоставив данные о химическом профиле звезды с вероятной структурой их недр, учёные выяснили, что недра этих миров насыщены ферропериклазом — минералом, удерживающим гораздо меньше влаги по сравнению с основными породами земной мантии. В итоге общая вместимость водных резервуаров не превышает половины земной. В частности, для наиболее крупного космического тела расчёты дают показатель около 1,52 объёма Мирового океана против почти 3 эквивалентов у нашей планеты.

Ущербность водных запасов усугубляется слабым внутренним разогревом. Согласно выкладкам, текущая радиогенная генерация тепла здесь примерно вдвое ниже земной и составляет около 12 ± 3 пикватт на грамм магния против 24 пикватт у Земли. Это говорит о вялом вулканизме и скудных объёмах летучих соединений, способных восстановить атмосферу после её разрушения. Тем не менее специалисты не исключают влияние приливного нагрева, обусловленного орбитальными резонансами, однако этот фактор пока требует подтверждения.

Полученные выводы опираются на теоретические расчёты, а не на прямые телескопические фиксации. Впереди их ждет верификация посредством спектроскопии. Для этих целей задействуют мощности Европейского чрезвычайно большого телескопа (ELT) и спектрограф ANDES, ориентированный на обнаружение следов атмосфер у ближайших каменистых планет. В перспективе ценные сведения поступят и с космического аппарата PLATO, созданного для поиска компактных планет у соседних звёзд.

Источник: iXBT