Ta jedna planeta powie nam wiele o wszystkich podneptunach. Oczywiście przy pomocy JWST

Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Southwest Research Institute (SwRI) rzucają nowe światło na planetę TOI-270 d, znajdującą się zaledwie 73 lata świetlne od Ziemi. TOI-270 d, która rozmiarami znajduje się między Ziemią a Neptunem, może być olbrzymią skalistą planetą otoczoną gęstą, gorącą atmosferą. Odkrycie to może sprawić, że planeta stanie się kluczowym punktem odniesienia dla zrozumienia szeroko rozpowszechnionej i wciąż tajemniczej kategorii egzoplanet znanych jako podneptunów.

Podneptun, którego rozmiary mieszczą się pomiędzy Ziemią i Neptunem, to najpowszechniejszy typ planet w galaktyce. W naszym Układzie Słonecznym nie ma jednak ani jednego przedstawiciela planet tego rodzaju. To sprawia, że ​​są one szczególnie interesujące dla naukowców zajmujących się planetologią. Zainteresowanie tymi globami wzrasta szczególnie, gdy odnajdujemy je w strefie nadającej się do zamieszkania wokół ich gwiazd macierzystych — w regionach, w których warunki mogą umożliwiać istnienie wody w stanie ciekłym. Niektórzy badacze spekulują, że takie planety mogą być ogromnymi oceanicznymi światami z cienkimi, bogatymi w wodór atmosferami, klasyfikowanymi jako planety „hyceańskie”.

Nowe dane zebrane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) sugerują inną historię w przypadku TOI-270 d. Obserwacje prowadzone przez Bjorna Bennekego i jego zespół ujawniły prostsze wyjaśnienie cech planety: wydaje się, że jest to skalista superziemia osłonięta grubą, gorącą atmosferą, a nie bogaty w wodę świat hyceański.

Warto tutaj zwrócić uwagę na bezprecedensowy poziom szczegółów, jakie JWST był w stanie wyodrębnić z atmosfery TOI-270 d. Wykryte gazy obejmowały dwutlenek węgla, metan i parę wodną — kluczowe związki chemiczne pozwalające naukowcom rozpocząć rekonstrukcję geochemicznej historii planety. Obecność tych gazów wskazuje również na wysokie temperatury atmosferyczne przekraczające 540 stopni Celsjusza, czyli wyższe niż na powierzchni Wenus.

Nowy model geochemiczny opracowany przez zespół Gleina wyjaśnia, w jaki sposób gazy w tak ekstremalnych warunkach równoważą się na powierzchni planety, a następnie unoszą się do górnych warstw atmosfery, gdzie instrumenty takie jak JWST mogą je wykryć. Chociaż mało prawdopodobne jest, aby planeta TOI-270 d nadawała się do zamieszkania ze względu na panujące tam ekstremalne temperatury, oferuje ona wyjątkową możliwość zajrzenia w alternatywne procesy powstawania i ewolucji planet.

Jedną z nierozwiązanych zagadek w badaniu podneptunów jest brak amoniaku w ich atmosferach. Wcześniejsze modele przewidywały, że amoniak powinien łatwo powstawać w środowiskach bogatych w wodór i o wysokiej temperaturze. Jednak nowe badanie przedstawia bardziej złożony obraz, pokazując, że zasoby amoniaku mogą się wyczerpywać na skutek działania wielu procesów planetarnych. Należą do nich: przekształcenie go w azot w wysokiej temperaturze i jego absorpcja w powierzchniowym oceanie stopionej skały. Ponadto planeta najprawdopodobniej powstała z materiałów ubogich w azot, co jest zgodne ze składem meteorytów chondrytowych — stałych elementów budulcowych wielu planet.

Jedno jest pewne. Nasza wiedza z zakresu geochemii egzoplanet naprawdę się rozwinęła. Te odległe światy badamy już równie dokładnie co planety Układu Słonecznego. Techniki pierwotnie opracowane z myślą o analizie ciał niebieskich znajdujących się bliżej Ziemi rzucają obecnie światło na skład i ewolucję odległych światów.

Glein uważa, że ​​ten naukowy postęp jest lepszy od biologii, gdzie prosty zestaw klocków i reguł prowadzi do niezwykłej różnorodności. Jego zdaniem to samo ujawnia się obecnie w sferze planetarnej dzięki bogatym danym dostarczanym przez JWST. TOI-270 d to tylko jeden z fascynujących przykładów w szybko rozwijającej się dziedzinie egzoplanet.

Źródło: 1

Artykuł Ta jedna planeta powie nam wiele o wszystkich podneptunach. Oczywiście przy pomocy JWST pochodzi z serwisu PULS KOSMOSU.