Погода на планете K2-141b: каменные дожди и сверхзвуковые ветры

На экзопланете K2-141b испаряются камни, дуют сверхзвуковые ветры и плещется океан магмы глубиной около ста километров. Такой вывод сделали астрономы, смоделировав условия этого далёкого мира.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Экзопланета K2-141b была открыта в 2017 году. Она всего в 1,5 раза больше Земли по радиусу и в пять раз – по массе. Планета столь скромных размеров не может быть газовым или ледяным гигантом. Она должна состоять примерно из тех же минералов, что и Земля.

Однако K2-141b находится так близко к своему солнцу, что совершает полный оборот вокруг него менее чем за семь часов. Это значит, что дневная сторона экзопланеты должна быть не просто раскалённой, а расплавленной.

Учёным очень интересно изучить, а ещё лучше взглянуть на этот пылающий ад, ведь в Солнечной системе таких миров нет. Авторы нового исследования собрали опубликованные данные наблюдений и выполнили компьютерное моделирование, чтобы выяснить, на что похожа погода на K2-141b.

"Это первое исследование, в котором прогнозируются погодные условия на K2-141b, которые можно будет наблюдать с расстояния в сотни световых лет с помощью телескопов следующего поколения, таких как космический телескоп "Джеймс Уэбб"", – утверждает первый автор статьи Зянг Нгуен (Giang Nguyen) из Йоркского университета в Канаде.

Прежде всего исследователи заключили, что две трети поверхности планеты постоянно залиты дневным светом, а над оставшейся третью царит вечная ночь. Так получается из-за сложной комбинации вращения небесного тела вокруг своей оси и его обращения вокруг звезды.

Дневная часть планеты разогрета примерно до 3000 °C. Она залита океаном жидкой магмы глубиной порядка ста километров. От этого пылающего моря вверх поднимаются пары натрия (Na), монооксида кремния (SiO) и диоксида кремния (SiO₂). Они и составляют удивительную атмосферу K2-141b. Вероятно, когда-то в ней присутствовали и более привычные для нас газы, но они давно улетучились в космос из-за высокой температуры.

А вот на ночной стороне экзопланеты царит ужасающий холод: минус 200 °C. Такой перепад температур заставляет раскалённые газы устремляться с дневной стороны на ночную со скоростью более пяти тысяч километров в час. Для сравнения: крейсерская скорость "Боинга" – менее тысячи километров в час.

В холодных регионах планеты пары оксидов кремния (по сути, испарившийся камень) конденсируются и выпадают в виде дождей. После чего потоки расплавленного камня медленно текут обратно в магматический океан. Но, по расчётам учёных, замкнутого цикла не получается: из океана магмы испаряется больше натрия, чем поступает обратно. Поэтому этот металл постепенно скапливается на холодной стороне K2-141b.

Специалисты рассчитали, что "Джеймс Уэбб" сможет обнаружить экзотическую атмосферу раскалённого мира. Напомним, что этот телескоп должен быть запущен в 2021 году. Это значит, что астрономы уже совсем скоро смогут проверить свои гипотезы.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о планете, на которой идут дожди из железа. Писали мы и об экзопланете, в атмосфере которой железо и вовсе распадается на атомы.