O exoplanetă reflectivă sfidează teoriile despre atmosferele planetare
Exoplaneta TOI-561 b, o super-Pământ descoperită în 2020, își completează orbita în jurul stelei sale în aproximativ 10,5 ore. Din cauza apropierii extreme de stea, astronomii se așteptau ca planeta să fie o lume stearpă, lipsită de atmosferă. Noi observații realizate cu telescopul spațial James Webb arată însă contrariul: planeta are o atmosferă puternic reflectivă, iar acest lucru ridică întrebări serioase pentru modelele actuale de evoluție planetară.
Planetele cu perioadă ultra-scurtă orbitează atât de aproape de stelele lor încât încheie o rotație completă în mai puțin de 24 de ore. Din cauza radiației stelare intense, astfel de lumi ar trebui să își piardă rapid atmosfera. Observații anterioare sugeraseră totuși că TOI-561 b ar putea avea un înveliș gazos, iar un studiu din 2025, bazat pe date limitate, indica o atmosferă bogată în substanțe volatile precum apa și dioxidul de carbon.
Observații pe parcursul a peste trei orbite complete
O echipă condusă de Samuel Boucher, de la Universitatea din Montréal, a revenit asupra exoplanetei cu observații mult mai detaliate. Cercetarea, publicată în The Astronomical Journal, a urmărit planeta timp de 37 de ore, echivalentul a peste trei orbite complete. Aceste date au oferit prima imagine a emisferei nocturne a planetei.
Rezultatele au arătat că partea întunecată nu era suficient de caldă pentru a prelua căldura lipsă de pe partea luminată. Aproximativ trei sferturi din această căldură trebuie să fi fost reflectată în spațiu. Modelele de circulație atmosferică nu au putut explica observațiile doar prin redistribuirea căldurii, ceea ce sugerează o reflectivitate ridicată, posibil din cauza unor nori sau a unei pături de ceață.
Nori de silicați ca protecție solară
Cercetătorii au identificat mai multe specii posibile de nori care se pot forma pe partea luminată, inclusiv MgSiO₃ și SiO₂. Dioxidul de siliciu ar putea explica reflectivitatea ridicată necesară pentru a potrivi emisia observată. Acești nori acționează precum o protecție solară, ferind planeta de căldura intensă.
Lisa Dang, coordonatoarea proiectului la Universitatea din Waterloo, a explicat că măsurarea modului în care luminozitatea și căldura planetei se schimbă de-a lungul orbitei arată că planeta reflectă o cantitate semnificativă de lumină și că energia este redistribuită în jurul ei, nu doar pe partea luminată. Împreună, aceste indicii susțin prezența unei atmosfere.
O enigmă pentru teoriile actuale
Descoperirea contrazice așteptările. Teoriile despre evadarea atmosferelor sugerează că super-Pământurile puternic iradiate ar trebui să fie lipsite de învelișuri volatile. Majoritatea planetelor stâncoase studiate cu James Webb orbitează în jurul piticelor roșii, mai puțin iradiate decât TOI-561 b, care se învârte în jurul unei stele mai asemănătoare Soarelui. Dacă acele lumi ar fi complet uscate, cu atât mai puțin ar trebui să aibă atmosferă o planetă atât de expusă.
Cercetătorii avansează mai multe explicații posibile. Planeta ar fi putut porni cu o cantitate uriașă de volatile, ca un sub-Neptun bogat în gaze, care și-a pierdut treptat învelișul. Alternativ, ar putea fi vorba despre o atmosferă secundară, în timp ce învelișurile primare de hidrogen și heliu se pierd mai ușor. O altă ipoteză implică migrația planetei: dacă s-a aflat mai departe de stea în tinerețe, când aceasta emitea radiații mai puternice, și s-a apropiat ulterior, a primit mai puțină radiație în total.
O a patra posibilitate, considerată deosebit de interesantă, este că volatilele originale au fost sechestrate în interiorul planetei în timpul fazei de ocean de magmă și eliberate mai târziu. Studiul viitor al compoziției atmosferei ar putea oferi indicii despre evoluția geochimică a planetei. Dang a precizat că următoarea întrebare majoră este dacă atmosfera lui TOI-561 b seamănă cu cea a Venusului sau cu o versiune extremă a celei a lui Io, iar observațiile la lungimi de undă mai mari ar putea explica modul în care o planetă atât de fierbinte și-a păstrat atmosfera timp de miliarde de ani.
