Teleskop Webba przyjrzał się planecie TOI-561 b, która okrąża swoją gwiazdę w niespełna 11 godzin. Według astronomów wciąż ma ona znaczną atmosferę, choć powinna ją stracić miliardy lat temu. Nowe wyniki sugerują, że wysoko w atmosferze mogą unosić się chmury odbijające większość światła.

Planeta, która okrąża gwiazdę w kilkanaście godzin

TOI-561 b należy do tzw. planet ultrakrótkookresowych, czyli takich, które obiegają gwiazdę w czasie krótszym niż doba. Ta robi to w około 10,5 godziny. Dla porównania Merkury potrzebuje na to 88 dni. Przy tak małej odległości od gwiazdy planeta jest wystawiona na potężne promieniowanie, które powinno wymieść z niej gazową otoczkę. Uważa się też, że przynajmniej po stronie dziennej może pokrywać ją ocean magmy.

Już wcześniejsze obserwacje, w tym praca z 2025 roku oparta na ograniczonych danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), sugerowały, że TOI-561 b może mieć atmosferę z lotnych związków, takich jak woda czy dwutlenek węgla. Teraz część tych samych badaczy sprawdziła to dokładniej.

37 godzin obserwacji i zagadka brakującego ciepła

Zespół, którego pierwszym autorem jest Samuel Boucher z Uniwersytetu w Montrealu, obserwował planetę przez 37 godzin. To ponad trzy pełne obiegi, więc udało się zmierzyć, jak jasność i temperatura zmieniają się w trakcie całej orbity. Taka metoda nosi nazwę krzywej fazowej, a wyniki opublikowano w „The Astronomical Journal”.

Wcześniej wiedziano, że strona dzienna jest znacznie chłodniejsza, niż powinna być na gołej skale tak blisko gwiazdy. Mogły to wyjaśniać dwie rzeczy: ciepło odbijało się w kosmos albo atmosfera przenosiła je na stronę nocną. Nowe dane pozwoliły po raz pierwszy zajrzeć na nocną półkulę. Okazało się, że jest zbyt chłodna, by przejęła brakującą energię. Według badaczy około trzech czwartych światła musi być odbijane w przestrzeń.

Symulacje cyrkulacji atmosfery wskazują, że samo rozprowadzanie ciepła nie wystarczy. Potrzebne jest coś, co mocno odbija światło, na przykład chmury lub mgła. Zdaniem autorów mogą to być chmury zawierające m.in. SiO₂ lub MgSiO₃, działające jak swoisty filtr przeciwsłoneczny.

Skąd się wzięła atmosfera?

Badacze rozważają kilka wyjaśnień, które mogą też działać łącznie:

• planeta zaczynała jako bogata w lotne substancje i została stopniowo „odchudzona”;
• widzimy atmosferę wtórną, która jest trwalsza niż pierwotna, wodorowo-helowa;
• planeta przez długi czas była dalej od młodej, bardziej aktywnej gwiazdy i zbliżyła się do niej później;
• pierwotne gazy zostały uwięzione we wnętrzu w czasie fazy oceanu magmy, a potem uwolnione.

– Nasze odkrycie podważa obecne teorie – powiedziała prof. Lisa Dang z Uniwersytetu Waterloo, kierująca projektem.

Sprawa jest tym ciekawsza, że dotychczasowe obserwacje JWST sugerowały, iż wiele skalistych planet, głównie przy czerwonych karłach, to gołe skały. TOI-561 b krąży natomiast wokół gwiazdy bardziej podobnej do Słońca i jest silniej naświetlana.

Co to oznacza w praktyce

Dla czytelnika w Polsce to przede wszystkim lekcja, jak nauka koryguje własne założenia: model mówiący, że tak gorąca planeta nie może mieć atmosfery, spotkał się z danymi, które mu przeczą. Nie ma tu bezpośredniego wpływu na życie codzienne, ale wyniki pomagają zrozumieć, jak ewoluują skaliste planety i skąd bierze się ich zdolność do utrzymania gazowej otoczki. To ważne także w poszukiwaniu światów, które mogłyby być przyjazne życiu.

Badania prowadzą zespoły z Kanady, a dane pochodzą z teleskopu, z którego korzystają naukowcy z całego świata, w tym z Europy. Kolejne obserwacje mają ustalić, czy atmosfera TOI-561 b przypomina raczej Wenus, czy ekstremalną wersję Io, wulkanicznego księżyca Jowisza. Według Lisy Dang pomogą w tym pomiary JWST w dłuższych zakresach fal.

Źródło: Phys.org – „This oddball reflective lava world is challenging to understand”