Космічний телескоп James Webb зафіксував переконливі докази існування атмосфери на аномальній планеті TOI-561 b

Астрономи виявили переконливі докази існування атмосфери на одній із найекстремальніших кам’янистих екзопланет, відомій як TOI-561 b. Нове дослідження, проведене науковцями з Інституту Карнегі, свідчить, що ця надгаряча «суперземля» може бути вкрита глобальним океаном магми, над яким лежить густий шар випарених гірських порід і летких сполук. Якщо висновки підтвердяться, TOI-561 b стане найпереконливішим прикладом наявності атмосфери на кам’янистій планеті за межами Сонячної системи.

TOI-561 b обертається навколо своєї зорі на відстані менше ніж 1,6 мільйона кілометрів — у сорок разів ближче, ніж Меркурій до Сонця. Повний оберт триває менше ніж 11 годин, тож планета завжди повернута до зорі однією стороною. На освітленій півкулі панує температура понад 1800 °C, тоді як інша перебуває у вічній темряві. Попри таку близькість до зорі, TOI-561 b якимось чином утримує атмосферу вже мільярди років, тоді як більшість подібних світів втратили б її через інтенсивне випромінювання.

TOI-561 b, зверху, не повинен мати атмосфери відповідно до загальноприйнятих вимірювань його опромінення. (Teske et al., ApJL, 2025)

Спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) дали змогу вченим виміряти яскравість денної сторони TOI-561 b у ближньому інфрачервоному діапазоні. Якби атмосфери не було, поверхня мала б нагріватися до приблизно 2700 °C, проте виміряна температура виявилася нижчою — близько 1800 °C. Це свідчить про наявність шару газів, який частково розсіює тепло або переносить його на нічний бік планети.

Порівняння вимірювань у ближньому інфрачервоному діапазоні з теоретичними моделями показало, що TOI-561 b, найімовірніше, має щільну атмосферу, багату на леткі речовини. (NASA/ESA/CSA/Ralf Craw­ford (STScI))

Дослідники вважають, що густий атмосферний шар може утримуватися завдяки рівновазі між магматичним океаном і газами, які виділяються з поверхні та частково повертаються в надра. Імовірно, вміст заліза у внутрішніх шарах планети допомагає «зв’язувати» леткі речовини, запобігаючи їхньому повному випаровуванню в космос. Такий механізм міг дозволити атмосфері TOI-561 b існувати протягом майже 10 мільярдів років — стільки ж, скільки й самій зорі, що вдвічі старша за наше Сонце.

Попри отримані докази, автори підкреслюють, що причини збереження настільки стійкої атмосфери залишаються не до кінця зрозумілими. Для остаточного підтвердження потрібні подальші спостереження й моделювання.

Дослідження опубліковано в журналі The Astro­phys­i­cal Jour­nal Let­ters.