Nalazi dovode u pitanje mišljenje da relativno male planete koje kruže izuzetno blizu svojih zvijezda ne mogu imati atmosferu.
Ultravrela super-Zemlja, TOI-561 b, najunutrašnja je od barem tri planete koje kruže oko zvijezde stare 10 milijardi godina, udaljene oko 280 svjetlosnih godina od Zemlje. Planeta kruži na udaljenosti od samo jedne četrdesetine rastojanja između Merkura i Sunca, dovršavajući punu orbitu za manje od 11 sati.
Tako ekstremna blizina svrstava je u klasu super-Zemalja sa ultrakratkim orbitalnim periodom, koje se zagrijavaju do temperatura dovoljno visokih da tope stjene. U takvim uslovima, naučnici generalno očekuju da planete izgube bilo kakvu atmosferu zbog intenzivnog zračenja zvijezde, koje ostavlja iza sebe ogoljenu stjenovitu površinu bez zraka.
Međutim, posmatranja pomoću svemirskog teleskopa TESS pokazala su da TOI-561 b ima neuobičajeno malu gustinu za čisto stjenovit svijet, što sugeriše da je potrebno drugačije objašnjenje.
„Mora da se formirala u veoma drugačijem hemijskom okruženju nego planete našeg Sunčevog sistema“, kažu naučnici iz Karnegijeve laboratorije za Zemlju i planete.
Da bi provjerili da li planeta ima atmosferu, istraživači su upotrijebili spektrograf za blisko infracrveno područje (NIRSpec) radi mjerenja temperature dnevne strane TOI-561 b. U maju 2024. „James Webb“ se fokusirao na trenutke kad je planeta prolazila iza zvijezde, događaje poznate kao „sekundarne eklipse“, kada svjetlost same planete nakratko nestaje. Mjerenjem neznatnog smanjenja ukupnog sjaja sistema tokom eklipsi izolovan je infracrveni sjaj planete i direktno određena temperatura njene dnevne strane.
Ako TOI-561 b nema atmosferu, njena dnevna strana bi trebalo da dostigne oko 2.700 stepeni Celzijusovih. Umjesto toga, „Webb“ je izmjerio znatno nižu temperaturu, oko 1.700 stepeni. Da bi razumjeli razlog, istraživači su testirali niz mogućih površina i atmosferskih tipova kako bi vidjeli koji mogu reprodukovati registrovani signal.
„Za objašnjenje svih opservacija potrebna je gusta atmosfera bogata nestabilnim elementima“, kažu naučnici sa Birmingemskog univerziteta. „Snažni vjetrovi bi hladili dnevnu stranu prenoseći toplotu na noćnu stranu.“
Istraživači sugerišu da planeta možda održava ravnotežu između istopljene površine i atmosfere, omogućavajući gasovima da cirkulišu između i potencijalno obnavljaju atmosferu.
„Dok gasovi izlaze iz planete u atmosferu, okean magme ih ponovo uvlači u unutrašnjost“, kažu saradnici sa Univerziteta u Groningenu.
Rezultati otvaraju vrata ispitivanju unutrašnjosti i geološke aktivnosti ekstremno vrelih stjenovitih planeta putem analize njihovih atmosfera.