TOI-561 b to skalista egzoplaneta, której promień wynosi około 1,4 promienia Ziemi. Natomiast jej okres obiegu jest mniejszy niż 11 godzin. Jej macierzysta gwiazda jest niewiele chłodniejsza i mniejsza w porównaniu do Słońca. Ze względu na niewielką odległość planety od gwiazdy, która wynosi w przybliżeniu jedną setną odległości pomiędzy Ziemią a Słońcem, TOI-561 b musi być zablokowana pływowo. Oznacza to, że jedna strona planety jest cały czas skierowana w stronę gwiazdy, co w połączeniu z małą odległością skutkuje ogromnym nagrzewaniem się tej części TOI-561 b (do temperatur znacznie większych niż temperatura topnienia skał), podczas gdy druga ze stron, do której nie dociera promieniowanie gwiazdy, powinna pozostać względnie zimna.
Wizja artystyczna układu z planetą TOI-561 b. Jest to bardzo gorąca superziemia, znajdująca się około 280 lat świetlnych od nas.
Warto jednak zwrócić uwagę na niską gęstość TOI-561 b. Jedno z możliwych wyjaśnień tego zjawiska polega na tym, że składa się ona z małego jądra oraz płaszcza, który jest rzadszy w porównaniu do ziemskiego. Biorąc pod uwagę, że gwiazda zawiera mało metali, jest bardzo stara (około dwukrotnie starsza od Słońca) oraz znajduje się w grubym dysku (ang. thick disc) Drogi Mlecznej, możemy dojść do wniosku, że TOI-561 b powstawała w innych warunkach niż Ziemia, co mogłoby powodować tak różną budowę tych planet.
Druga z hipotez tłumacząca tak niską gęstość to gruba atmosfera. Choć warto pamiętać, że nie jest to zwykłe dla planet narażonych na tak silne promieniowanie gwiazdy przez długie miliardy lat, aby mieć atmosferę. W celu sprawdzenia poprawności tej teorii układ ten był obserwowany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webb-a przez ponad 37 godzin przy pomocy NIRSpec-a (spektroskopu do bliskiej podczerwieni). Dzięki obserwacjom polegającym na mierzeniu w tym pasmie promieniowania zmian jasności układu wynikających z tego, czy widzimy TOI-561 b, czy „schowała się” za gwiazdą macierzystą, jesteśmy w stanie oszacować temperaturę powierzchni planety. Jeżeli obserwowany obiekt byłby pozbawiony atmosfery, to temperatura powierzchniowa części skierowanej na Słońce powinna wynosić około 2700 stopni Celsjusza. Natomiast obserwacje wskazują na temperaturę w okolicach 1800 stopni Celsjusza. To z kolei wskazuje na dobre przewodnictwo cieplne, które nie może być wytłumaczone przez oceany magmy lub cienką warstwę skały w postaci gazowej. Z tego względu niektórzy wskazują na grubą atmosferę planety, w której para wodna mogłaby absorbować część promieniowania obserwowanego przez wspomniany teleskop, wiatry mogłyby transportować ciepłe gazy do chłodniejszych rejonów, a możliwe silikonowe chmury odbijać część światła gwiazdy.
Wykres przedstawiający na osi x długości fali (w mikronach), a na osi y ilość światła zebranego przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Szara linia reprezentuje model TOI-561 b, jeżeli byłaby litą skałą. Różowa, kiedy miałaby cienką warstwę skały w postaci gazowej. Natomiast żółta, kiedy miałaby grubą, składającą się w pełni z pary wodnej atmosferę. Białe kropki z pionowymi liniami oznaczają zebrane dane.
Jednak w jaki sposób taka mała planeta, która tak długo przebywa tak blisko tak jasnej gwiazdy byłaby w stanie utrzymać swoją atmosferę? Jeden z pomysłów mówi nam o równowadze między przybywaniem i ubywaniem badanej otoczki. Według niektórych naukowców gazy jednocześnie wychodzą z planety oraz są do niej zasysane przez oceany magmy. Oznaczałoby to, że TOI-561 b jest znacznie bardziej bogata w gazy niż Ziemia. Choć trochę atmosfery musi uciekać w przestrzeń kosmiczną, to wspomniane badanie wskazuje, że zjawisko te nie jest tak efektywne, jak sadzono.
Te tezy są wnioskami z pierwszych wyników obserwacji układu, podczas których TOI-561 b prawie czterokrotnie okrążyła gwiazdę macierzystą. W przyszłości po przeanalizowaniu wszystkich danych zespół chce stworzyć mapę rozkładu temperatury na powierzchni planety oraz zmniejszyć liczbę możliwości na temat składu atmosfery.
Redakcja tekstu – Alex Rymarski
