Значительный контраст температур вызывает тектоническую активность на экзопланете

Исследователи из Бернского и Оксфордского университетов и Высшей технической школы Цюриха пришли к выводу, что у одной экзопланеты из класса суперземель должна существовать тектоническая активность. Они полагают, что данный тип тектоники является прямым следствием значительного температурного контраста между дневной и ночной сторонами планеты и не наблюдается в современной Солнечной системе.

LHS 3844b была обнаружена космическим телескопом TESS в 2018 году. Она находится примерно в 49 световых годах от нас в созвездии Индейца и обращается вокруг красного карлика. Радиус планеты в 1,3 раза больше земного, а период обращения составляет 11 часов.

Планета находится в состоянии орбитального резонанса: одна ее сторона постоянно обращена к своей звезде. В результате освещенное полушарие планеты разогревается до примерно 770 °C , а вот на темной стороне температура менее –250 °C. «Мы предположили, что столь резкий температурный контраст может повлиять на потоки вещества внутри планеты», — говорит ведущий автор работы Тобиас Майер (Tobias Meier).

Чтобы проверить свою теорию, Тобиас Майер и его коллеги провели компьютерное моделирование с учетом материалов и внутренних источников тепла, таких как тепло от ядра планеты или от распада радиоактивных элементов. Моделирование включало большой температурный контраст на поверхности, создаваемый родительской звездой. «Большинство симуляций показали, что на одной стороне планеты имелся только восходящий поток, а на другой — нисходящий, — рассказывает Майер. — Таким образом, вещество перетекало из одного полушария в другое. Удивительно, но направление не всегда было одинаковым».

Ученые ожидали, что вещество на жаркой дневной стороне будет легче и, следовательно, станет смещаться вверх, а вещество на теневой стороне — погружаться. Но в некоторых моделях направление потока было противоположным. Это объясняется изменением вязкости. Холодное вещество более жесткое и сопротивляется изгибу и погружению внутрь планеты. На какой бы стороне планеты ни находился восходящий поток, там следует ожидать значительной вулканической активности, подобно тому, как потоки магмы питают вулканы на Гавайях и в Исландии.

Тобиас Майер и его коллеги надеются, что их теорию можно будет проверить, когда удастся получить карту температуры поверхности планеты с более высоким разрешением.

Статья с результатами работы опубликована в Astrophysical Journal Letters.