De James Webb-ruimtetelescoop heeft onthuld dat de exoplaneet TOI-561b, een superaarde die rond een verre ster draait, ondanks zijn extreme hitte gehuld is in een opmerkelijk dikke atmosfeer. Deze bevinding daagt bestaande modellen van planetaire atmosferen uit, vooral voor kleine werelden die zijn blootgesteld aan intense stellaire straling.
De verzengende wereld van TOI-561b
TOI-561b bevindt zich op 280,5 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextans en draait rond een 10 miljard jaar oude ster, waardoor het een van de oudst bekende planetenstelsels is. Deze planeet, met een straal van ongeveer 1,45 keer de straal van de aarde en 3,2 keer zijn massa, voltooit een baan in slechts 0,44 dagen. De ster waar hij omheen draait is ongeveer 80% zo groot als onze zon, maar aanzienlijk ouder en bevat een lager metaalgehalte. De dichtheid van de planeet is lager dan verwacht voor een rotsachtige wereld, wat duidt op een unieke compositie of een ongewoon opgeblazen atmosfeer.
Het mysterie van de atmosfeer
Planeten die zo dicht bij hun sterren staan, verliezen doorgaans snel hun atmosfeer als gevolg van intense sterrenwinden en hitte. De atmosfeer van TOI-561b is echter niet alleen aanwezig, maar lijkt substantieel genoeg om de dagtemperatuur van de planeet aanzienlijk te verlagen van een voorspelde 2.700°C (4.900°F) tot 1.800°C (3.200°F). Dit suggereert een complexe interactie tussen het gesmolten oppervlak van de planeet en zijn gasvormige omhulsel.
De onderzoekers suggereren dat sterke wind in de atmosfeer de warmte van de dagzijde naar de nachtzijde circuleert. De aanwezigheid van gassen zoals waterdamp en silicaatwolken kunnen ook een rol spelen bij het absorberen van straling en het reflecteren van sterrenlicht, waardoor de planeet verder afkoelt.
Een vluchtig evenwicht
“We hebben echt een dikke, vluchtige atmosfeer nodig om alle waarnemingen te verklaren”, zegt dr. Anjali Piette, astronoom aan de Universiteit van Birmingham. Het team stelt voor dat de planeet deze atmosfeer in stand houdt door middel van een dynamisch evenwicht waarbij gassen voortdurend uit de magma-oceaan in de atmosfeer vrijkomen, maar ook worden teruggetrokken naar het binnenste van de planeet. Dit zou kunnen verklaren hoe TOI-561b ondanks de extreme omstandigheden zo’n substantiële atmosfeer behoudt.
Deze ontdekking benadrukt hoe weinig we nog steeds weten over de planetaire evolutie, vooral voor werelden die anders zijn dan de onze. TOI-561b is een ‘natte lavabal’ die aanwijzingen zou kunnen bevatten voor de vorming van planeten in metaalarme omgevingen, waardoor aannames over wat een planeet bewoonbaar of zelfs overleefbaar maakt, ter discussie worden gesteld.
De studie, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, opent nieuwe wegen voor het bestuderen van de atmosfeer van ultrahete exoplaneten en het verfijnen van ons begrip van planetaire atmosferen in de Melkweg.
