Наблюдения от космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST) разкриват, че екзопланетата L 98-59 d има забележително ниска плътност и атмосфера, съдържаща серни молекули. Симулации от учени от Университета в Гронинген (RUG), наред с други, показват, че планетата – с приблизително 1,6 пъти масата и диаметъра на Земята – има постоянен океан от магма с голямо количество сяра. Екзопланетата може да е първият пример за нова категория екзопланети и не се вписва в съществуващите теории относно формирането и еволюцията на „суперземите“.
Изследването е публикувано в Nature Astronomy.
За да обяснят свойствата на планетата, учените симулират развитието на L 98-59 d от момента на нейното образуване, преди около пет милиарда години. Техният компютърен модел – PROTEUS – изчислява взаимодействията между вътрешността на планетата и нейната атмосфера в продължение на милиарди години. Симулациите вземат предвид интензивното ултравиолетово лъчение от близката звезда и вътрешната химическа и физическа еволюция на L 98-59 d. Взаимодействието на тези процеси оформя планетата такава, каквато е днес.
Симулациите, в комбинация с наблюдения, показват, че повърхността на L 98-59 d е изключително гореща и трябва да е покрита от глобален океан от магма, в който се съхраняват големи количества сяра. JWST е засякал сероводород и серен диоксид високо в атмосферата на планетата, което е първото откриване на сяра на планета с такъв размер. Това е потвърдено наскоро чрез измерване на сероводорода на същата планета с помощта на телескопи на Земята. Според учените, тази сяра е излязла от магмения океан и е била превърната в серен диоксид в атмосферата под въздействието на ултравиолетовата радиация.
Забележително е, че „сярната планета“ не попада в нито една от известните категории за планети с такъв размер. Според изследователите може да има повече видове суперземи, отколкото се смяташе досега. Изследването показва колко значително може да бъде влиянието на вътрешните геофизични процеси върху климата на суперземите.
Нова категория екзопланети
Досега екзопланетите с диаметър между 1,5 и 4 пъти този на Земята попадаха в приблизително две категории. Те са или скалисти планети с богата на водород атмосфера („газови джуджета“), или притежават „парна атмосфера“ и голямо количество вода във вътрешността си („водни светове“). Въз основа на състава и плътността на атмосферата, L 98-59 d изглежда не попада в нито една от категориите.
Учените заключават, че са характеризирали първата планета от нов клас суперземи. Смята се, че този клас се е формирал и развивал по коренно различен начин от газовите джуджета и водните светове.
„Измерванията и симулациите на L 98-59 d показват, че популацията на суперземите – най-разпространеният тип екзопланета – вероятно е много по-разнообразна, отколкото се предполагаше досега“, отбелязва Тим Лихтенберг (Tim Lichtenberg), доцент в Института Каптейн към Университета в Грьонинген и съавтор на научната статия.
Необитаемият магмен свят
Екзопланетата L 98-59 d е открита през 2019 г. от космическия телескоп TESS. L 98-59 е звезда джудже с, доколкото е известно, пет планети. Планетарната система се намира на малко под 35 светлинни години от Слънчевата система в съзвездието Риби.
Предвид разстоянието, е невъзможно да се посетят тези екзопланети. Астрономите трябва да разчитат на наблюдения – в този случай от JWST и Very Large Telescope в Чили.
„Тези видове наблюдения предоставят информация за глобални характеристики, като размера и масата на планетата и състава на атмосферата“, разказва Лихтенберг. „Чрез разработването на реалистични компютърни модели вече можем да получим представа за вътрешността на екзопланетите, историята на тяхното формиране и еволюцията на техния климат."
Сега астрономите искат да приложат симулациите си към наблюдения на други екзопланети, за да разберат по-добре кои от тях може да приличат на Земята и кои са в изключително разтопено състояние.
„С нашия симулационен модел PROTEUS можем да определим историята на формирането на много повече планети с различен състав и климатична история“, отбелязва Лихтенберг. „Това предоставя информация за повърхността на тези планети и дали теоретично са подходящи за живот, какъвто го познаваме."
Поради разтопената повърхност, шансът за извънземен живот на L 98-59 d изглежда малък.
JWST в момента предоставя богатство от нова информация за екзопланетите, която ще бъде допълнена през следващите години от „Изключително големия телескоп“ на Земята и космическите мисии Ariel и PLATO. Това би могло да доведе до откриването на още нови видове екзопланети, чиито вътрешности и климат могат да бъдат изучавани по този начин.
„Нашите изследвания на тази разтопена сярна планета показват, че сме в нова ера в планетарната наука. Откриваме нови семейства планети, които преобръщат представите ни за планетарната еволюция“, заключава Харисън Никълс (Harrison Nicholls), първи автор на изследването, който наскоро е получил докторска степен от Оксфордския университет и сега работи като постдокторант в университета в Кеймбридж.
Справка: ‘Volatile-rich evolution of molten super-Earth L 98-59 d’, H. Nicholls et al., Nature Astronomy, 16. 03. 2026. https://doi.org/10.1038/s41550-026-02815-8
Източник: Scientists discover new type of molten sulfur world, Astronomie.nl.
