Teraz, dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, sytuacja się zmienia. Astronomowie po raz pierwszy zdołali dokładnie zajrzeć w atmosferę jednego z takich światów. Chodzi o TOI-421 b — egzoplanetę krążącą wokół gwiazdy podobnej do Słońca, oddalonej od nas o około 245 lat świetlnych. Choć takich planet odkryto już setki, ta konkretna pozwoliła przyjrzeć się jej bardziej, niż kiedykolwiek wcześniej. I to z zaskakującym rezultatem.
TOI-421 b to typowy przedstawiciel podneptunów — z masą i rozmiarami pomiędzy Ziemią a Neptunem — który wyróżnia się w swojej klasie temperaturą. Atmosfera rozgrzana jest do ponad 700°C. To istotne, ponieważ niższe temperatury sprzyjają powstawaniu mgieł związanych z metanem. Gaz ten, reagując z promieniowaniem gwiazdy, tworzy złożone cząsteczki, które zamieniają atmosferę w nieprzezroczystą mgłę. Powyżej około 580°C metan staje się niestabilny i znika. A to otwiera drogę do obserwacji.
Czytaj także: Skąd w kosmosie biorą się superziemie? Astronomowie zauważyli pewną lukę w spisie planet
Właśnie dlatego TOI-421 b stała się idealnym celem dla Webba. W odróżnieniu od większości znanych podneptunów, tym razem naukowcy zobaczyli wyraźne widmo atmosferyczne. Okazało się, że w atmosferze planety znajduje się para wodna oraz ślady tlenku węgla i dwutlenku siarki. Metanu nie wykryto — co potwierdza przypuszczenia dotyczące jego rozpadu w wysokich temperaturach. Co ciekawe, nie znaleziono też dwutlenku węgla, który jest obecny w wielu innych egzoplanetach.
Największą niespodzianką był jednak skład samej atmosfery. Naukowcy spodziewali się gęstszej otoczki — bogatej w cięższe pierwiastki — tymczasem TOI-421 b posiada lekką atmosferę zdominowaną przez wodór.
To sugeruje, że jej ewolucja przebiegała inaczej niż u chłodniejszych podneptunów. Możliwe, że wysoka temperatura wpłynęła na sposób formowania się planety lub pozwoliła jej dłużej utrzymać pierwotną, lekką otoczkę gazową.
Jeszcze ciekawszy jest fakt, że skład chemiczny atmosfery tej planety przypomina skład jej gwiazdy macierzystej. To może oznaczać, że TOI-421 b powstała z tego samego obłoku materii, bez większych migracji przez układ planetarny. Jeśli to się potwierdzi, byłby to ważny trop w badaniach formowania się podneptunów i ogólnie planet wokół gwiazd podobnych do Słońca.
Czytaj także: To naprawdę rzadkie odkrycie. Takie egzoplanety wciąż się przed nami chowają
Dotąd większość podneptunów odkrywano wokół małych i chłodnych czerwonych karłów. TOI-421 b krąży wokół gwiazdy słonecznego typu, co stawia ją w rzadszej grupie. Czy to pojedynczy przypadek, czy może przedstawiciel większej populacji gorących podneptunów, których wcześniej nie byliśmy w stanie badać? Tego właśnie chcą się dowiedzieć astronomowie.
Dzięki możliwościom Webba, które pozwalają na niezwykle precyzyjne obserwacje egzoplanet w wysokich temperaturach, naukowcy planują przyjrzeć się kolejnym tego typu obiektom. TOI-421 b to dopiero początek nowego rozdziału w poznawaniu tych fascynujących, a do niedawna prawie niewidzialnych światów.