TOI-561 b je ultravruća super-Zemlja stara oko 10 milijardi godina koja kruži na manje od 1,6 miliona km od svoje zvezde i završava orbitu za manje od 11 sati. Posmatranja JWST/NIRSpec-a tokom 37 sati pokazuju da je dayside temperatura oko 1.800 °C, znatno ispod očekivanih ~2.700 °C bez atmosfere, što ukazuje na postojanje guste atmosfere. Naučnici pretpostavljaju da ravnoteža između atmosfere i globalnog okeana magme (outgassing i povlačenje gasova u magmu) pomaže u očuvanju gasova, ali tačan mehanizam zahteva dalja istraživanja.
TOI-561 b — Drevna „Vlažna Kugla Lave” Koja Opovrgava Očekivanja
Bright planets
Planeta TOI-561 b predstavlja neuobičajen i intrigantan primer egzoplanete: radi se o ultravrućoj „super-Zemlji” za koju postoje snažni dokazi da poseduje gustu atmosferu iznad globalnog okeana magme. Novo istraživanje tima sa Carnegie Science zasnovano na posmatranjima svemirskog teleskopa James Webb pruža podatke koji menjaju naša očekivanja o tome kako najbliže, najtoplije stene preživljavaju u ekstremnim uslovima.
Šta znamo o TOI-561 b
TOI-561 b kruži izuzetno blizu svoje zvezde — na udaljenosti manjoj od 1,6 miliona kilometara (oko 0,99 miliona milja), što je približno 1/40 rastojanja između Sunca i Merkura. Planeta je vezana plimnim silama i ima ultra-kratak orbitalni period kraći od 11 sati. Njena masa je otprilike dvostruko veća od Zemljine, a radijus oko 1,4 Zemljinog radijusa.
TOI-561 b, top, should not have an atmosphere according to conventional measures of its irradiation. (Teske et al.,ApJL, 2025)
Domaćinska zvezda je vrlo stara (procena oko 10 milijardi godina), nešto manje masivna i hladnija od Sunca, siromašna gvožđem ali bogata alfa-elementima (kiseonik, magnezijum, silicijum). Nalazi se u takozvanom „gustom disku” Mlečnog puta — delu galaksije koji sadrži starije zvezde.
Gustina, atmosfera i mogući magma-okean
Istraživači su izračunali relativno nisku prosečnu gustinu planete — približno četiri puta veću od gustine vode (~4 g/cm³). To može ukazivati na relativno malo gvozdeno jezgro i stene manje gustine nego na Zemlji, što je konzistentno sa formiranjem u ranim, siromašnijim metalima epohama Univerzuma. Alternativno, opservacije mogu biti upletene atmosferskim slojem koji čini planetu „većom” na osnovu merenja radijusa.
Comparing near-infrared measurements with theoretical models revealed that TOI-561 b most likely has a thick, volatile-rich atmosphere. (NASA/ESA/CSA/Ralf Crawford (STScI))
Posmatranja James Webba (JWST)
Tim je koristio instrument NIRSpec na teleskopu James Webb da bi pratio TOI-561 b tokom 37 sati, što obuhvatao gotovo četiri pune orbite. Merenjem dnevne svetline u bliskom infracrvenom opsegu, naučnici su odredili temperaturu osvetljene (dayside) hemisfere.
Bez atmosfere, modelne procene predviđaju temperaturu oko 2.700 °C (4.900 °F). Međutim, direktna merenja su pokazala znatno nižu vrednost — približno 1.800 °C — što snažno ukazuje na postojanje upijajuće i/ili redistribuirajuće atmosfere.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Mogući mehanizmi za opstajanje atmosfere
Istraživači predlažu nekoliko mehanizama koji bi mogli objašniti kako je TOI-561 b zadržala gustu atmosferu milijardama godina pored snažnog zračenja zvezde:
- Atmosferski vetrovi koji prenose toplotu sa osvetljene na noćnu stranu i time snižavaju dayside temperaturu.
- Parne komponente (npr. vodena para ili isparenja stena) koje apsorbuju blisko-infracrveno zračenje i izmenjuju emisiju na način koji deluje kao „hlađenje” u merenom opsegu.
- Kontinuirano izbijanje gasova iz kore (outgassing) koji obnavljaju atmosferu, dok istovremeno magma-okean deluje kao akumulator koji povremeno upija ili oslobađa hlapljive supstance.
- Smanjen sadržaj gvožđa u sastavu planete i interakcije gvožđa sa kiseonikom u magmi koje mogu menjati količinu i tok hlapljivih komponenti.
„Na osnovu onoga što znamo, očekivalo bi se da ovako mala i vrela planeta brzo izgubi atmosferu,” kaže Nicole Wallack iz Carnegie Science. „Merenja JWST-a pokazuju da je TOI-561 b izuzetak koji zahteva objašnjenje.”
Autori napominju da podaci sugerišu kako planete izložene zračenju većem od ~2000 K mogu obnavljati svoje hlapljive omotače brže nego što ih gube, ali da je potrebno više teorijskih modela i dodatnih posmatranja da bi se tačno razjasnili mehanizmi.
Zaključak: TOI-561 b je važan modelni slučaj za razumevanje evolucije stjenovitih egzoplaneta u ekstremnim okruženjima. Dodatna posmatranja i napredniji modeli interakcije atmosfere, magme i zračenja odrediće da li je reč o retkoj anomaliji ili o novom tipu „vlažnih” lava-planeta.
Istraživanje je objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal Letters.
Pomozite nam da budemo bolji.
