De James Webb Space Telescope (JWST) heeft een exoplaneet geïdentificeerd, TOI-561 b, die de huidige planetaire vormingsmodellen uitdaagt. Deze superaarde, gelegen op 280 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextans, bezit een verrassend dikke atmosfeer ondanks dat hij extreem dicht bij zijn ster draait. De ontdekking suggereert dat planeten atmosferen kunnen vormen en behouden in omstandigheden die voorheen als onherbergzaam werden beschouwd, waardoor astronomen gedwongen werden de heersende theorieën opnieuw te evalueren.
Een verschroeiende, getijdengesloten wereld
TOI-561 b is ongeveer 1,4 keer zo groot als de aarde en voltooit een baan rond zijn ster in slechts 11 uur. Deze snelle baan plaatst hem in de categorie exoplaneten met een ultrakorte periode, die op 1/40ste van de afstand tussen Mercurius en de zon draaien. Als gevolg hiervan is de planeet getijdelijk vergrendeld: één kant is voortdurend naar zijn ster gericht, waardoor een permanente dag- en nachtzijde ontstaat.
De atmosferische anomalie
Het meest opvallende kenmerk van TOI-561 b is de atmosfeer. Op basis van de nabijheid van zijn ster zou de temperatuur aan de dagzijde van de planeet oplopen tot 2700 °C als het een kaal rotsoppervlak zou zijn. JWST-metingen laten echter een temperatuur zien van slechts 3200 °F (1800 °C). Deze discrepantie suggereert de aanwezigheid van een dichte atmosfeer die het oppervlak afschermt en de warmte herverdeelt.
Waarom dit ertoe doet: Planeten die zich in zulke nauwe banen bevinden, worden doorgaans gedurende miljarden jaren van hun atmosfeer ontdaan als gevolg van stellaire straling. De atmosferische retentie van TOI-561 b tart deze verwachting, wat erop wijst dat planeten zelfs in extreme omgevingen een atmosfeer in stand kunnen houden.
Ongebruikelijke compositie en formatie
De lage dichtheid van de planeet vormt ook een puzzel. TOI-561 b draait rond een oude, ijzerarme ster in de dikke schijf van de Melkweg, wat erop wijst dat de ster in een chemisch andere omgeving is ontstaan dan de planeten in ons zonnestelsel. De atmosfeer bevat waarschijnlijk vluchtige verbindingen, zoals waterdamp en silicaatwolken, die bijdragen aan een efficiënte warmteverdeling en reflectie van sterrenlicht.
Onderzoekers geloven dat sterke wind de hitte van de dagzijde naar de nachtzijde transporteert. De atmosfeer absorbeert ook nabij-infraroodlicht, waardoor de gemeten temperatuur verder daalt.
‘We hebben echt een dikke, vluchtige atmosfeer nodig om alle waarnemingen te verklaren’, zegt astronoom Anjali Piette, en benadrukt de noodzaak van een ongebruikelijke atmosferische samenstelling om de gegevens te verklaren.
De bevindingen, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters op 11 december, onderstrepen het vermogen van JWST om voorheen niet-detecteerbare planetaire kenmerken te detecteren. De ontdekking van TOI-561 b roept fundamentele vragen op over planetaire vorming en atmosferische retentie.
Deze planeet bewijst dat het universum vol verrassingen zit en dat ons begrip van exoplanetaire systemen onvolledig blijft. Toekomstige observaties zullen cruciaal zijn voor het ontrafelen van de mysteries van deze ‘helplaneet’ en het verfijnen van onze modellen van hoe planeten evolueren onder extreme omstandigheden.
