Extrémní žár a oceán roztavené horniny. Vědci zjišťují, jak si rozžhavená exoplaneta udržuje atmosféru

Exolaneta TOI-561 b obíhá svou hvězdu v tak malé vzdálenosti, že její povrch pokrývá oceán roztavené horniny. Přesto zřejmě nepřišla o atmosféru, jak astronomové původně předpokládali. Pozorování Webbova vesmírného dalekohledu (JWST) totiž naznačují, že exoplanetu obklopují oblaka vypařených silikátových minerálů, která odrážejí část záření hvězdy a mohou tak atmosféru pomáhat udržet.

Pod dohledem Webba

Mezinárodní tým vedený Lisou Dangovou z kanadské University of Waterloo zkoumal TOI-561 b pomocí Webbova vesmírného dalekohledu. Během 37 hodin pozorování zachytil téměř čtyři úplné oběhy planety kolem její hvězdy. Vědci sledovali, jak se během oběhu mění jasnost a teplota exoplanety. Tato metoda, označovaná jako fázová křivka, jim umožnila zjistit, kolik záření exoplaneta odráží a jak se po jejím povrchu přenáší teplo.

Obě pozorování ukázala na přítomnost atmosféry. TOI-561 b totiž odráží značnou část záření své hvězdy a teplo se na ní zřejmě přerozděluje, místo aby zůstávalo soustředěné pouze na osvětlené polokouli.

Silikátová oblaka jako planetární opalovací krém

Teplota denní strany exoplanety je výrazně nižší, než by astronomové očekávali u tmavého kamenného tělesa obíhajícího tak blízko své hvězdy. Jedním z možných vysvětlení je, že se část tepla přenáší na noční stranu. Ta však podle pozorování není dostatečně teplá, aby vysvětlila celý rozdíl. Zbývá proto další možnost: exoplaneta velkou část dopadajícího záření odráží ještě předtím, než ho pohltí.

Podle výpočtů by TOI-561 b mohla odrážet přibližně tři čtvrtiny záření své hvězdy. V tomto ohledu by se podobala Venuši, která je rovněž známá vysokou odrazivostí.

Aby vědci zjistili, co by takové chování mohlo způsobovat, porovnali pozorování s počítačovými simulacemi klimatu exoplanety. Ty naznačují, že nad její denní stranou mohou vznikat oblaka ze silikátových minerálů. Obsahovat by mohla například oxid křemičitý (SiO₂) nebo křemičitan hořečnatý (MgSiO₃).

Taková oblaka by fungovala jako obří opalovací krém. Odrážela by velkou část hvězdného záření, a pomáhala tak udržovat povrch exoplanety chladnější, než by se jinak očekávalo. Zároveň by mohla přispívat k zachování atmosféry, kterou by intenzivní záření hvězdy a další procesy jinak postupně odváděly do vesmíru.

Žhavější verze Venuše

Jaké plyny atmosféra TOI-561 b skutečně obsahuje, zatím není jasné. Jednou z možností je vysoký podíl oxidu uhličitého, který by z ní činil ještě žhavější obdobu Venuše. Alternativou je atmosféra bohatá na oxid siřičitý, plyn uvolňovaný například při vulkanické činnosti na Jupiterově měsíci Io.

Zásadní roli by mohl hrát také samotný povrch exoplanety. Ten podle předpokladů pokrývá oceán roztavené horniny, který by mohl fungovat jako jediná obrovská sopka. Nepřetržitě by do atmosféry uvolňoval nové plyny, a pomáhal tak udržovat její zásoby.

Přesné složení atmosféry i mechanismy, které jí umožňují přetrvávat v tak extrémních podmínkách, zůstávají otevřenými otázkami. Pozorování Webbova dalekohledu však naznačují, že ani svět s povrchem tvořeným roztavenou horninou nemusí být nutně bez atmosféry.