Astronomowie odkryli atmosferę wokół planety wypełnionej lawą, co jest zaskakującym odkryciem, które podważa obecne poglądy na temat zachowania tych ultragorących światów. W przeciwieństwie do większości skalistych egzoplanet, które krążą bardzo blisko swoich gwiazd, TOI 561b – świat o masie porównywalnej z Ziemią, ale dwukrotnie większy – wydaje się posiadać znaczną otoczkę gazu. Odkrycie, opublikowane w Astrophysical Journal Letters, stanowi jak dotąd najmocniejszy dowód na to, że takie planety mogą utrzymywać atmosferę pomimo intensywnego promieniowania gwiazdowego i słabej grawitacji.
Nieoczekiwane zatrzymanie gazu
Większość małych planet w pobliżu swoich gwiazd ma trudności z utrzymaniem atmosfery. Ich słaba grawitacja pozwala szybko poruszającym się cząsteczkom gazu na ucieczkę w przestrzeń kosmiczną, podczas gdy potężne promieniowanie z pobliskich gwiazd pozbawia je wszelkiej potencjalnej atmosfery. TOI 561b, odkryta przez sondę TESS w 2020 roku, okrąża ją w niecałe 10 godzin, przez co jest niezwykle gorąca i pozornie nie nadaje się do utrzymywania atmosfery.
„Spodziewaliśmy się, że nie powinno już tam być atmosfery” – wyjaśnia Nicole Wallach z Carnegie Earth and Planetary Laboratory. „Ale potrzebujemy atmosfery, aby wyjaśnić to, co widzimy”.
Niezwykle niska jak na swój rozmiar gęstość planety – około czterokrotnie większa od gęstości wody – była wczesnym sygnałem, że dzieje się coś niezwykłego. Atmosfera może zwiększyć pozorną wielkość planety, tworząc tę anomalną wartość gęstości.
JWST pokazuje umiarkowane temperatury
Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, badacze przeanalizowali rozkład temperatur na TOI 561b. Bez atmosfery spodziewali się ekstremalnych różnic temperatur między stroną dzienną i nocną. Strona stale zwrócona w stronę gwiazdy byłaby gorąca, podczas gdy ciemna strona byłaby lodowata. Zamiast tego dane JWST pokazały zaskakująco łagodne temperatury po obu stronach.
Temperatury w ciągu dnia wyniosły około 1800°C, znacznie poniżej oczekiwanych 2700°C. Wskazuje to na obecność atmosfery z silnymi wiatrami, które rozprowadzają ciepło po całej planecie.
Oceany magmy i ochrona atmosfery
Stopiona powierzchnia planety może odgrywać rolę w uzupełnianiu atmosfery. Płonące strumienie mogą uwalniać gazy szybciej, niż gwiazda jest w stanie je unieść, dzięki czemu atmosfera utrzymuje się przez dłuższy czas. Odkrycie rodzi pytania o to, jak powszechne są atmosfery na podobnych światach lawowych.
„Dopiero zaczynamy dowiadywać się więcej na ten temat” – mówi Wallach. „Zobaczymy, gdy staną się dostępne nowe obserwacje, jak anomalna jest obecność atmosfery na tego typu planetach skalistych”.
Chociaż TOI 561b jest zbyt gorąca, aby mogło tam istnieć życie, odkrycie to dostarcza cennych informacji na temat ewolucji planet. Badanie ekstremalnych egzoplanet, takich jak ta, może pomóc badaczom udoskonalić modele utraty i retencji atmosfery, które są niezbędne do zrozumienia możliwości zamieszkania w innych światach.
Nieoczekiwane odkrycie atmosfery planety wypełnionej lawą pokazuje, że nasza obecna wiedza na temat atmosfer egzoplanet jest niepełna. Konieczne są dalsze badania, aby ustalić, czy zjawisko to jest rzadkie, czy powszechne w podobnych światach.
