TOI-1227b to egzoplaneta oddalona o około 330 lat świetlnych od Ziemi. Ma rozmiary zbliżone do Jowisza, ale jej masa stanowi zaledwie 20% masy swojego odpowiednika z naszego Układu Słonecznego. Niezwykle młoda – wszak liczy sobie zaledwie 8 milionów lat – planeta została odkryta w 2022 roku przez satelitę TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Planeta ta jednak krąży bardzo blisko swojej gwiazdy – czerwonego karła typu M. Jej odległość od gwiazdy jest pięciokrotnie mniejsza od odległości Merkurego od Słońca.
Warto tutaj pamiętać, że czerwone karły z jednej strony są mniejsze i chłodniejsze od Słońca, a z drugiej słyną z niezwykle intensywnej aktywności magnetycznej. Regularnie dochodzi na ich powierzchni do silnych rozbłysków, szczególnie w zakresie promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego. Kiedy zatem planeta znajduje się blisko takiej wściekłej gwiazdy, istotnie odczuwa jej gniew. Tak właśnie jest w przypadku opisywanej tutaj planety TOI-1227b.
Czytaj także: Niepozorny czerwony karzeł z ogromnymi pierścieniami. Tam może kryć się egzoplaneta
Najnowsze badania prowadzone przez Attilę Vargę z Rochester Institute of Technology, które mają zostać opublikowane w The Astrophysical Journal, pokazują, że planeta traci atmosferę w zawrotnym tempie – aż milion ton na sekundę. Promieniowanie gwiazdy jonizuje i podgrzewa gazy atmosferyczne planety, powodując puchnięcie atmosfery, a tym samym wspierając ucieczkę gazów z górnej warstwy atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Szczególnie podatne na ucieczkę są lekkie pierwiastki, takie jak wodór.
Do procesów niszczących atmosferę TOI-1227b należy również fotodysocjacja – rozpad cząsteczek wody na tlen i wodór pod wpływem promieniowania. Atomy wodoru, jako najlżejszego pierwiastka preferencyjnie uciekają w przestrzeń kosmiczną wyrywając się pod wpływem wiatru słonecznego z przyciągania grawitacyjnego planety.
Zjawisko to prowadzi do nieuchronnego zaniku atmosfery. Naukowcy prognozują, że TOI-1227b może utracić całą swoją otoczkę gazową w ciągu zaledwie miliarda lat. Już teraz planeta traci równowartość jednej ziemskiej atmosfery rocznie. To tempo ubytku jest ekstremalnie szybkie w skali astronomicznej, gdzie zmiany zwykle liczy się w milionach lat. Tutaj wszak mówimy o stuleciach.
W ciągu najbliższych milionów lat TOI-1227b może znacznie zmniejszyć swoje rozmiary – nawet dziesięciokrotnie – oraz stracić ponad 10% swojej masy. Tak gwałtowna transformacja sprawia, że ten obiekt jest wyjątkowo cennym źródłem wiedzy na temat mechanizmów kształtujących losy planet krążących wokół gwiazd o małej masie.
Czytaj także: Superziemia w ekosferze pobliskiego czerwonego karła. To może być coś więcej, niż tylko kolejna planeta
Obserwacje TOI-1227b dostarczają ważnych informacji o wpływie promieniowania wysokoenergetycznego na atmosfery planet. Zjawiska tego typu mogą tłumaczyć zauważoną przez astronomów „przerwę” w rozmiarach egzoplanet – pomiędzy planetami o promieniu 1,5 a 2 promieni Ziemi – co sugeruje, że wiele z nich mogło stracić atmosfery właśnie na drodze podobnej ewolucji.
Ze względu na młody wiek, niewielką odległość i intensywny wpływ gwiazdy, TOI-1227b stanowi kluczowy przypadek w badaniach nad formowaniem i destrukcją planet. Dalsze obserwacje – w szczególności dokładniejsze pomiary masy planety i tempa ubytku atmosfery – mogą rzucić nowe światło na wczesne etapy życia planet w całej Drodze Mlecznej.