Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) προσφέρει τις πιο πειστικές έως σήμερα αποδείξεις ότι ένας βραχώδης πλανήτης πέρα από το ηλιακό μας σύστημα διαθέτει ατμόσφαιρα, ανατρέποντας καθιερωμένες θεωρίες για την εξέλιξη τέτοιων κόσμων.
Πρόκειται για τον TOI-561 b, μια εξαιρετικά καυτή υπερ-Γη που βρίσκεται περίπου 280 έτη φωτός από τη Γη και περιφέρεται γύρω από ένα αρχαίο άστρο ηλικίας 10 δισεκατομμυρίων ετών. Ο πλανήτης ολοκληρώνει την τροχιά του σε λιγότερο από 11 ώρες, σε απόσταση μόλις στο 1/40 αυτής μεταξύ Ερμή και Ήλιου. Η ακραία εγγύτητά του στο άστρο τον κατατάσσει στους πλανήτες υπερβραχείας περιόδου, με θερμοκρασίες ικανές να λιώσουν τα πετρώματα της επιφάνειας.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι τέτοιοι μικροί και τόσο θερμοί πλανήτες δεν μπορούν να συγκρατήσουν ατμόσφαιρα, καθώς η έντονη αστρική ακτινοβολία θα την είχε απομακρύνει, αφήνοντας πίσω έναν «γυμνό» βραχώδη κόσμο. Ωστόσο, παλαιότερες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS της NASA είχαν ήδη δείξει ότι ο TOI-561 b έχει ασυνήθιστα χαμηλή πυκνότητα για αμιγώς βραχώδη πλανήτη, γεγονός που υποδήλωνε ότι κάτι δεν ταίριαζε με τα υπάρχοντα μοντέλα.
«Πιθανότατα σχηματίστηκε σε ένα πολύ διαφορετικό χημικό περιβάλλον από τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος», σημειώνει η Johanna Teske από το Εργαστήριο Γης και Πλανητών Carnegie, επικεφαλής της νέας μελέτης.
Για να διερευνήσουν αν ο πλανήτης διαθέτει ατμόσφαιρα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το όργανο NIRSpec του JWST, μετρώντας τη θερμοκρασία στην πλευρά της ημέρας. Τον Μάιο του 2024, το τηλεσκόπιο παρακολούθησε το σύστημα για περισσότερες από 37 ώρες, καταγράφοντας τέσσερις πλήρεις τροχιές. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις λεγόμενες «δευτερεύουσες εκλείψεις», όταν ο πλανήτης περνά πίσω από το άστρο του και η δική του υπέρυθρη ακτινοβολία εξαφανίζεται προσωρινά.
Χωρίς ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία της φωτιζόμενης πλευράς θα έπρεπε να αγγίζει τους 2.700 βαθμούς Κελσίου. Αντίθετα, το JWST κατέγραψε περίπου 1.700 βαθμούς Κελσίου — μια σημαντική απόκλιση. Για να εξηγήσουν το εύρημα, οι επιστήμονες δοκίμασαν διαφορετικά σενάρια επιφάνειας και ατμόσφαιρας, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι απαιτείται μια πυκνή ατμόσφαιρα πλούσια σε πτητικά στοιχεία.
«Ισχυροί άνεμοι θα μπορούσαν να μεταφέρουν θερμότητα από την πλευρά της ημέρας στη νύχτα, ψύχοντας την επιφάνεια», εξηγεί η συν-συγγραφέας της μελέτης Anjali Piette από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ.
Οι ερευνητές προτείνουν ότι ο TOI-561 b διατηρεί μια δυναμική ισορροπία ανάμεσα στη λιωμένη επιφάνειά του και την ατμόσφαιρά του. Τα αέρια απελευθερώνονται από τον «ωκεανό μάγματος», τροφοδοτούν την ατμόσφαιρα και στη συνέχεια επανεισέρχονται στο εσωτερικό του πλανήτη.
«Είναι πραγματικά σαν μια υγρή μπάλα λάβας», σχολιάζει χαρακτηριστικά ο Τιμ Λίχτενμπεργκ από το Πανεπιστήμιο του Χρόνινγκεν.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στις 11 Δεκεμβρίου στο The Astrophysical Journal Letters, ανοίγουν νέους δρόμους στη μελέτη των εσωτερικών διεργασιών και της γεωλογικής δραστηριότητας εξαιρετικά θερμών βραχωδών εξωπλανητών, με το James Webb να αποδεικνύεται καθοριστικό εργαλείο για την κατανόηση κόσμων που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν ακατάλληλοι για τέτοιες έρευνες.
Ακολουθήστε μας και στο Google news