Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA telah mendeteksi tanda-tanda atmosfer tebal di eksoplanet ultra-panas TOI-561 b, yang menantang asumsi tentang dunia semacam itu. Planet berbatu yang mengorbit bintangnya dalam waktu kurang dari 11 jam ini menunjukkan suhu dan kepadatan yang lebih rendah dari perkiraan, yang mengindikasikan adanya lapisan gas di atas samudra magma. Temuan yang dipublikasikan pada 11 Desember ini menyoroti bagaimana radiasi intens mungkin tidak melenyapkan seluruh atmosfer dari planet kecil yang letaknya berdekatan dengan bintangnya.
Para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengidentifikasi bukti terkuat sejauh ini mengenai adanya atmosfer yang menyelimuti TOI-561 b, sebuah super-Bumi yang terletak jauh di luar tata surya kita. Planet ini, dengan jari-jari 1,4 kali lipat dari Bumi, melesat mengelilingi bintang induknya—bintang yang sedikit lebih kecil dan lebih dingin dari Matahari—dalam waktu kurang dari 11 jam. Pada jarak kurang dari satu juta mil, atau sekitar seperempat puluh dari jarak Bumi ke Matahari, TOI-561 b kemungkinan terkunci secara pasang surut, dengan satu sisi yang terus-menerus menghadap bintang dan mengalami panas terik yang melebihi titik leleh batuan.
Pengamatan mengungkapkan bahwa suhu di sisi siang hari planet ini mencapai sekitar 3.200 derajat Fahrenheit (1.800 derajat Celsius), lebih dingin daripada perkiraan 4.900 derajat Fahrenheit (2.700 derajat Celsius) untuk permukaan berbatu tanpa atmosfer. Perbedaan ini, yang diukur melalui instrumen NIRSpec Webb selama periode pemantauan 37 jam di bawah Program Pengamat Umum 3860, menunjukkan adanya redistribusi panas, kemungkinan oleh angin kencang di atmosfer yang kaya akan zat volatil.
Penulis utama Johanna Teske, seorang ilmuwan staf di Carnegie Science Earth and Planets Laboratory, mencatat sifat luar biasa dari planet ini: "Apa yang benar-benar membedakan planet ini adalah kepadatannya yang sangat rendah. Planet ini kurang padat daripada yang Anda harapkan jika memiliki komposisi seperti Bumi." TOI-561 b mengorbit bintang kuno yang rendah zat besi di piringan tebal Bima Sakti, yang usianya dua kali lipat dari Matahari kita, yang menunjukkan bahwa planet ini terbentuk di lingkungan kimia yang berbeda dari planet-planet di tata surya.
Salah satu penulis, Dr. Anjali Piette dari University of Birmingham, menjelaskan peran atmosfer: "Kami benar-benar memerlukan atmosfer tebal yang kaya akan zat volatil untuk menjelaskan semua pengamatan tersebut. Angin kencang akan mendinginkan sisi siang hari dengan memindahkan panas ke sisi malam." Tim peneliti mengusulkan adanya lapisan gas yang substansial di atas samudra magma global, tempat gas bersirkulasi antara atmosfer dan bagian dalam planet, menjaga keseimbangan meskipun terdapat radiasi bintang yang intens.
Salah satu penulis, Tim Lichtenberg dari University of Groningen, menambahkan: "Kami berpikir ada keseimbangan antara samudra magma dan atmosfer. Sementara gas keluar dari planet untuk mengisi atmosfer, samudra magma menyerapnya kembali ke bagian dalam. Planet ini pasti jauh lebih kaya akan zat volatil daripada Bumi untuk menjelaskan pengamatan tersebut."
Hasil penelitian yang dirinci dalam The Astrophysical Journal Letters pada 11 Desember ini mengubah pemahaman tentang eksoplanet dengan periode ultra-singkat dan potensinya untuk mempertahankan atmosfer selama miliaran tahun. Analisis lebih lanjut terhadap kumpulan data lengkap bertujuan untuk memetakan variasi suhu dan komposisi atmosfer secara lebih tepat.