Оказалось, что это может быть гигантская каменистая планета с плотной раскаленной атмосферой. Она расположена всего в 73 световых годах от нас и способна стать ключом к пониманию целого класса подобных миров.

Результаты опубликованы в издании The Astrophysical Journal.

Экзопланеты — это планеты за пределами Солнечной системы. TOI-270 d относится к субнептунам — телам, которые больше Земли, но меньше газового гиганта Нептуна.

Субнептуны — одна из самых горячих тем в изучении экзопланет, — говорит доктор Кристофер Глейн, ведущий автор исследования.

В нашей системе таких нет, но в галактике их огромное количество. Некоторые даже могут быть пригодны для жизни.

Раньше считалось, что субнептуны в «зоне обитаемости» — это океанические миры с водородной атмосферой (их называли „Гицеей“, от слов „водород“ и „океан“). Например, так описывали планету K2-18 b. Однако новые данные телескопа „Джеймс Уэбб“ показали, что TOI-270 d больше похожа на суперземлю с раскаленной каменистой поверхностью и плотной атмосферой.

Поиск обитаемых миров продолжается! Данные «Уэбба» просто революционны, — говорит Глейн.

Мы обнаружили углекислый газ, метан и воду — теперь можем изучать геохимию этой чужой планеты.

Температура на TOI-270 d превышает 500°C — горячее, чем на Венере. Ученые смоделировали, как газы в такой атмосфере взаимодействуют и поднимаются в верхние слои, где их видит телескоп.

Конечно, жаль, что TOI-270 d вряд ли обитаема, но зато она помогает понять, как формируются планеты в других условиях, — отмечает Глейн. — Природа создает удивительные конфигурации.

Одна из загадок — почти полное отсутствие аммиака в атмосферах субнептунов. Раньше думали, что он должен там быть. Но новое исследование объяснило это: аммиак либо превращается в азот, либо растворяется в океане расплавленной породы на поверхности. Кроме того, сама планета, скорее всего, бедна азотом — как и большинство каменистых тел.

Планетология похожа на биологию: из одних и тех же «кирпичиков» получаются совершенно разные формы, — говорит Глейн. — И „Уэбб“ уже начал показывать это разнообразие.

Теперь методы, которые раньше применяли только к планетам Солнечной системы, можно использовать и для экзопланет. Это помогает точнее определять температуру их атмосфер, находить возможные магматические океаны и даже предсказывать, как формировались эти миры.

Мы хотели собрать полную картину того, как устроена TOI-270 d, — говорит Глейн. — Уже открыто больше 5800 экзопланет, и каждая следующая может преподнести сюрприз.

Это исследование важно по нескольким причинам:

• Разгадка природы субнептунов — самых распространенных планет в галактике, которых нет в Солнечной системе. Понимание их состава и эволюции поможет объяснить, почему наша система устроена иначе.
• Новые методы анализа — данные «Джеймса Уэбба» позволяют изучать атмосферы даже небольших экзопланет с невероятной точностью. Это открывает путь к поиску биомаркеров в будущем.
• Геохимия экзопланет — теперь мы можем применять земные модели к другим мирам, предсказывая их состав и историю.
• Проверка гипотез — например, теория «Гицеи» (океанических планет с водородной атмосферой) не подтвердилась для TOI-270 d, что заставляет пересмотреть другие подобные случаи.

Ранее ученые выяснили, как планеты выживают в огненном кольце звезд.