Новое исследование показывает, что суперземная экзопланета 55 Cancri e (также известная как 55 Cnc e), расположенная примерно в 41 световом году от Земли, может иметь богатую водородом атмосферу, тесно связанную с ее расплавленной внутренней частью. Этот результат получен на основе последних данных наблюдений космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Соответствующий документ был представлен журналу Nature Astronomy в июне 2026 года и дал научному сообществу важные подсказки для понимания формирования и эволюции «лавовых планет», нового класса экзопланет.

55 Cancri e — планета-суперземля с радиусом примерно в 1,88 раза больше земного и массой примерно в 8 раз больше земной, вращающаяся вокруг звезды, похожей на Солнце. Планета приливно привязана к своей родительской звезде, совершая один оборот всего за 0,7 дня, а ее орбита чрезвычайно узкая, намного ближе к 88-дневному периоду обращения Меркурия вокруг Солнца. Ученые вообще полагают, что такого орбитального расстояния достаточно, чтобы поверхность планеты «запеклась» от высоких температур, образовав на освещенной солнцем стороне большой океан лавы.

Исследовательская группа использовала JWST для наблюдения пяти «вторичных затмений» 55 Cancri e, то есть процесса, в котором планета перемещается из передней части звезды в заднюю часть звезды и временно исчезает из поля зрения наблюдения. Анализируя изменения яркости и спектра до и после появления планеты, исследователи сравнили данные с существующими моделями формирования и эволюции экзопланет. Такие модели предсказывают, что атмосфера расплавленной планеты должна содержать более высокую долю угарного газа (CO) и углекислого газа (CO₂).

Последние наблюдения показывают, что в составе атмосферы 55 Cancri e, вероятно, будет преобладать большое количество угарного газа, дополненное меньшим количеством углекислого газа и довольно обильным водородом. Исследователи также обнаружили, что различия между пятью событиями затмений могут быть связаны с процессами вулканического выделения газа или с облаками, образовавшимися в результате выделения газа. Эти облака могут охлаждать поверхность на короткий период времени, а затем рассеиваются в результате нового выделения газа, представляя собой динамически изменяющуюся структуру атмосферы.

В статье отмечается: «Вторичная атмосфера каменистой планеты определяется ее внутренним составом и последующим процессом газовыделения, поэтому состав атмосферы напрямую связан с окислительно-восстановительным состоянием внутри нее». Атмосфера 55 Cancri e склоняется к модели, богатой водородом, и демонстрирует очевидную структуру температурной инверсии, что означает, что ее внутренняя фугитивность кислорода относительно низкая, что более соответствует сценарию атмосферы, образованной в результате выделения газа из «восстановленного расплавленного магматического океана». Проще говоря, водород преобладает во внутренней химической среде планеты, чем кислород, тем самым формируя характеристики ее богатой водородом атмосферы.

Так называемые «лавовые планеты» — это экзопланеты с большими площадями расплавленной магмы на поверхности. За последние десять лет этот тип небесных тел постепенно стал горячей точкой для исследований. 55 Cancri e была подтверждена в 2004 году. С тех пор были открыты подобные планеты, в том числе K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d и CoRoT-7 b. Их орбитальные периоды составляют примерно 6,7 часов, 7,5 дней, 10,5 часов, 4,2 дней и 20,4 часов соответственно. Как и 55 Cancri e, эти лавовые планеты приливно привязаны к своим родительским звездам и вращаются очень близко друг к другу, что приводит к чрезвычайно высоким температурам поверхности. Среди них L 98-59 d, вероятно, вся поверхность будет покрыта расплавленным океаном, как спутник Юпитера Ио, а 55 Cancri e расплавлена ​​преимущественно на стороне, обращенной к звезде.

В Солнечной системе интенсивная вулканическая активность Ио в основном вызвана сильной гравитацией Юпитера, растягивающей и сжимающей спутники, что приводит к приливному нагреву. Напротив, вулканическая и лавовая активность известных в настоящее время лавовых экзопланет, включая 55 Cancri e, обусловлена ​​в первую очередь высокими температурами от звездного излучения, а не приливными эффектами как таковыми. Поскольку эти планеты заблокированы приливом, одна сторона звезды всегда сталкивается с высокоинтенсивным излучением и становится «горячим полушарием», которое продолжает плавиться, в то время как обращенная в сторону сторона может быть относительно холодной, создавая огромную разницу температур между днем ​​и ночью.

Исследовательская группа считает, что углубленные наблюдения за лавовыми планетами, такими как 55 Cancri e, не только помогут понять процесс химического взаимодействия между недрами планеты и атмосферой в экстремальных условиях, но также дадут важную информацию для будущих исследований того, есть ли у других скалистых экзопланет атмосфера и как она развивается. Поскольку JWST и последующее более совершенное оборудование для астрономических наблюдений продолжают использоваться, ожидается, что в ближайшие годы и десятилетия ученые еще больше раскроют разнообразие групп лавовых планет и историю их формирования. Как упоминалось в конце статьи, именно в этом и заключаются научные исследования — продолжать наблюдать, продолжать задавать вопросы и продолжать находить больше ответов о планетах и ​​жизни в экстремальных мирах.