Descoperire surprinzătoare: nori de silicați deasupra unei planete de lavă
O planetă stâncoasă acoperită de lavă, despre care astronomii credeau că este prea extremă pentru a avea o atmosferă, pare să fie învăluită într-un strat reflectorizant de nori formați din minerale silicate vaporizate — aceeași familie de compuși din care fac parte cuarțul și nisipul.
Lisa Dang, profesoară de fizică și astronomie la Universitatea Waterloo, împreună cu colaboratori, a folosit Telescopul Spațial James Webb (JWST) pentru a observa planeta de lavă TOI-561 b timp de 37 de ore, captând aproape patru orbite complete ale planetei în jurul stelei sale. Studiul a fost publicat în revista The Astronomical Journal.
Tehnica curbei de fază a scos la iveală o atmosferă
„Am măsurat modul în care luminozitatea și căldura planetei s-au schimbat de-a lungul orbitei sale”, explică Dang. „Această tehnică, cunoscută sub numele de curbă de fază, a arătat că planeta reflectă o cantitate semnificativă de lumină de la steaua sa și că căldura este redistribuită în jurul planetei, nu doar pe partea luminată. Împreună, aceste indicii arată spre prezența unei atmosfere.”
Nori minerali ar putea explica luminozitatea neașteptată
Un studiu anterior arătase că partea de zi a planetei era mult mai rece decât se aștepta pentru o rocă întunecată, fără atmosferă, aflată atât de aproape de steaua sa. Această căldură lipsă putea fi fie transportată spre partea de noapte, fie reflectată în spațiu înainte ca planeta să o absoarbă. Urmărind întreaga orbită, echipa a obținut prima imagine a părții de noapte, care nu este suficient de caldă pentru a explica diferența. În schimb, TOI-561 b trebuie să reflecte aproximativ trei sferturi din lumina stelei care o lovește, comparabil cu Venus.
Pentru a explica această luminozitate, echipa a comparat observațiile cu o simulare computerizată a climatului planetei. Rezultatele sugerează că nori formați din minerale silicate, inclusiv dioxid de siliciu (SiO2) și silicat de magneziu (MgSiO3), s-ar putea forma pe partea de zi a planetei și ar acționa precum o cremă de protecție solară. Reflectând lumina stelei și menținând planeta mai rece, norii ar putea ajuta planeta să-și păstreze o atmosferă care altfel ar fi fost îndepărtată.
Descoperirea se bazează pe dovezi anterioare
Rezultatele completează dovezi anterioare obținute de Dang și colaboratorii săi, care sugerau că TOI-561 b are o atmosferă groasă, probabil alimentată de gazele eliberate din interiorul său topit.
Compoziția atmosferei rămâne o întrebare deschisă
Din ce este alcătuită această atmosferă rămâne o întrebare fără răspuns. Ar putea fi un strat dens de dioxid de carbon, ca o versiune mult mai fierbinte a lui Venus, sau ar putea fi bogată în dioxid de sulf, un gaz eliberat de luna vulcanică a lui Jupiter. Planeta are un ocean de rocă topită care îi acoperă suprafața și care ar putea acționa ca un vulcan la scară planetară, hrănind constant atmosfera.
„Următoarea mare întrebare la care vom căuta răspunsul este dacă atmosfera lui TOI-561 b seamănă cu cea a lui Venus sau cu cea a unui Io extrem. Observarea planetei la lungimi de undă mai mari cu JWST ne-ar putea oferi indicii și ar ajuta la explicarea modului în care o planetă atât de fierbinte și-a păstrat o atmosferă timp de miliarde de ani”, spune Dang.
De la un stagiu de cercetare la un studiu publicat
Samuel Boucher, primul autor al lucrării, a început proiectul ca stagiar în cercetare la nivel de licență la Trottier Institute for Research on Exoplanets, unde Dang era pe atunci cercetătoare postdoctorală Banting. Ea a continuat să îl supravegheze după ce s-a alăturat Universității Waterloo ca profesoară, iar proiectul de stagiu s-a transformat într-un studiu JWST publicat.
