Сколь ни привычны мы к таким явлениям, как ветер, дождь или снег, на других планетах они совершенно непохожи на наш снег, дождь или ветер. Атмосфера одной из них вообще состоит из молекул обычных для нас каменистых пород.

Речь идет о далекой планете COROT-7b, открытой в прошлом феврале европейским орбитальным зондом COROT — мы уже сообщали вам об этой находке и ее интересных особенностях («Крохотное далеко»). Собранные аппаратом данные позволили американским ученым во главе с Брюсом Фегли (Bruce Fegley) построить компьютерную модель химического состава и климата планеты. Моделирование показало, что атмосфера COROT-7b состоит из вещества, которое на Земле составляет каменистые породы — да и здесь, когда «собирается дождь», они конденсируются в небольшие камешки, падающие градом вниз, в целые озера вновь расплавившейся породы.

За последние пару десятков лет открыто уже более 400 экстрасолнечных планет. Однако особенности самого метода их обнаружения и другие ограничения приводят к тому, что подавляющее большинство из этих планет относятся к классу «горячих юпитеров», раскаленных газовых гигантов, вращающихся сравнительно недалеко от своих звезд — их массы в сотни раз больше земной, а размеры — в тысячи.

Планета COROT-7b на этом фоне смотрится особенной: она лишь вдвое больше Земли, и впятеро тяжелее. Она стала и первой планетой, открытой в системе звезды COROT-7, желтого карлика из созвездия Единорог. Несколько месяцев после нее, в августе этого года, группа европейских астрономов сообщила об обнаружении здесь и второй планеты, COROT-7c.

Подробные данные о размерах и поведении этих планет позволили ученым ориентировочно подсчитать плотность COROT-7b, и она оказалась примерно такой же, как у Земли. Это позволяет с достаточной уверенностью предположить, что планета эта — тоже каменистая, покрытая твердой корой. При этом, «планетой земного типа» назвать ее никак нельзя.

Взять хотя бы размеры орбиты: от COROT-7b до ее звезды — всего 2,6 млн км, в 23 раза ближе, чем до Солнца от Меркурия. Из-за этого гравитация звезды удерживает планету так же надежно, как Земля — Луну. И она так же обращена к звезде всегда одной и той же стороной. На этой стороне температуре держится в районе 2600 Кельвин, при такой жаре камни не то что плавятся, а просто испаряются. Зато с противоположной стороны сравнительно холодно, всего 50 Кельвин (-223 ОС)

Видимо, столь жесткое воздействие звезды следует винить в том, что в атмосфере COROT-7b нет ни большинства веществ, которые составляют наш земной воздух, — ни воды, ни азота, ни диоксида углерода. Единственная его атмосфера — пар, который создает перегретый звездой океан расплавленной силикатной лавы.

Чтобы описать поведение такой необычной атмосферы, Фегли с коллегами и создали ее теоретическую компьютерную модель. Однако, не зная в точности химического состава планеты, ученые вынуждены были несколько раз повторить расчеты, используя разные подходящие под имеющиеся данные варианты. И во всех случаях поведение и состав атмосферы оказались очень и очень схожими.

Натрий, калий, моноксид кремния и кислород, в атомарной и молекулярной формах, составляют львиную долю атмосферы. Кроме того, в ней имеются и другие элементы, которые вместе встречаются в земных силикатах — магний, алюминий, кальций, железо. Логично поинтересоваться, откуда здесь кислород? Ведь даже на Земле этот активный элемент в свободной форме не существовал, пока растения не стали выделять его в больших количествах в ходе фотосинтеза. «Кислород — едва ли не самый распространенный элемент в составе минералов, — поясняет Фегли, — так что если вы «испаряете камни», вы обязательно выделяете его в свободной форме».

И конечно, такая необычная атмосфера создает и необычный климат. Фегли описывает его так: «Поднимаясь все выше и выше, вы входите во все более холодные слои атмосферы, и в конце концов оказываетесь в местах, насыщенных «каменным паром» так же, как земная атмосфера — водным. Только вместо пушистых облаков здесь сгущаются силикатные тучи, в конце концов проливающиеся дождем мелких камешков, которые тут же снова плавятся у поверхности планеты».

Интересно, что конкретный минерал, в которых конденсируются такие вещества, зависит от высоты, на которой это происходит, и более легкие породы образуются выше тяжелых — и среди них такие, которые формируют на Земле отложения энстанита, корунда, шпинеля, волластонита.

В то же время, натрий и калий, имея куда более низкие точки кипения, не падают дождем, а остаются в атмосфере в виде едких щелочных газовых облаков, и понемногу уносясь в космос воздействием «солнечного ветра» звезды COROT-7. Эти облака оказались хорошо различимы даже достаточно мощными наземными телескопами.

О запуске и основных задачах миссии COROT читайте в заметке «На охоту за планетами».

По публикации PhysOrg.Com