244 lata świetlne od Ziemi, krąży TOI-421 b – egzoplaneta, która pomimo wstępnego braku rozgłosu staje się bohaterką przełomowych badań. Dzięki obserwacjom z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba odkryto, że ta niepozorna sub-Neptunowa planeta może być ważna w kontekście bliższego poznania jednej z najbardziej powszechnych, a zarazem najmniej poznanych klas egzoplanet. Dlaczego akurat TOI-421 b przykuwa teraz uwagę naukowców? Wszystko przez wyjątkową... "czystość" jej atmosfery.
Zanim misja Kepler odkryła ich setki, istnienie sub-Neptunowców nie mieściło się w ramach znanych modeli układów planetarnych. Owe planety, większe od Ziemi, ale mniejsze od Neptuna, nie mają odpowiedników w Układzie Słonecznym. Dominują jednak w Drodze Mlecznej. Problem polega na tym, że ich atmosfery, spowite mgłą i chmurami (a przynajmniej my to tak nazywamy), dotąd skutecznie ukrywały swoje tajemnice przed instrumentami naukowymi. Dziś mamy narzędzia potężne na tyle, że trudność ich badania nie stanowi dla nas istotnego problemu.
Wcześniejsze obserwacje umożliwiały nam śledzenie jedynie "płaskich" widm transmisyjnych – zamiast konkretnych sygnatur, otrzymywano mało przydatne dane. Przez to nie było wiadomo, z czego są zbudowane ich atmosfery ani jakie procesy zachodzą na tych planetach. TOI-421 b to już jednak zupełnie inna bajka. Wreszcie nie mamy z tym problemu.
TOI-421 b to gorąca egzoplaneta orbitująca bardzo blisko swojej gwiazdy – w odległości zaledwie 0,056 jednostki astronomicznej. Jej temperatura wynosi ok. 727 stopni Celsjusza, co czyni ją idealnym kandydatem do przetestowania hipotezy: czy gorętsze sub-Neptuny mają bardziej przejrzyste atmosfery? I tu robi się ciekawie.
Dane zebrane przez instrumenty NIRISS i NIRSpec na pokładzie Webba potwierdziły przypuszczenia: TOI-421 b nie jest spowita mgłą ani chmurami. Widmo transmisyjne pokazało wyraźne sygnały obecności pary wodnej, a także śladowe ilości tlenku węgla i dwutlenku siarki. Brak metanu czy dwutlenku węgla był sporym zaskoczeniem, sugerującym unikatowy profil chemiczny planety. Jeszcze większe zdumienie wywołała dominująca obecność wodoru w atmosferze TOI-421 b. Większość wcześniej obserwowanych przez Webba sub-Neptunów miała cięższe atmosfery, bogate w metale i złożone związki. TOI-421 b absolutnie nie pasuje do tego schematu.
Analiza sugeruje, że skład atmosfery TOI-421 b niemal identycznie odzwierciedla skład chemiczny jej gwiazdy macierzystej. To zaś może oznaczać, że planeta powstała z tej samej pierwotnej chmury gazu i pyłu, co jej "słońce", bez późniejszego wzbogacenia w cięższe pierwiastki. Taka hipoteza bardziej pasuje do planet kojarzonych przez nas jako te "olbrzymie" (jak Jowisz czy Saturn), niż do typowych sub-Neptunów.
Dodatkowo TOI-421 b orbituje wokół gwiazdy podobnej do Słońca. Tymczasem większość znanych sub-Neptunów krąży wokół czerwonych karłów – mniejszych i chłodniejszych gwiazd. Czy zatem TOI-421 b jest sama w sobie osobną klasą egzoplanet, a może tylko ciekawym przypadkiem? Odpowiedzi na to pytanie na razie nie ma, ale najpewniej kiedyś ją dostaniemy.
Odkrycie czystej atmosfery na TOI-421 b, to niemałe zaskoczenie w badaniach nad sub-Neptunami. Istnieje realna możliwość precyzyjnej charakterystyki chemicznej owych planet, o ile znajdą się w odpowiednich warunkach termicznych. Webb nie tylko potwierdził hipotezę o temperaturze i jej relacji z zamgleniem, ale przy okazji też otworzył drogę do bardziej usystematyzowanych badań nad takimi obiektami. Wychodzi na to, że wciąż mamy tutaj coś ciekawego do znalezienia. Tak po prostu.
Czytaj również: Ta egzoplaneta porusza się naprawdę szybko. Jak to możliwe?
Zespół badawczy chce teraz obserwować kolejne gorące sub-Neptuny, by sprawdzić, czy przypadek TOI-421 b jest unikalny czy występuje jeszcze gdzieś indziej. Każda nowa planeta może dopisać kolejny rozdział do historii powstawania i ewolucji planet poza Układem Słonecznym.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
