O Telescópio Espacial James Webb da NASA detectou sinais de uma atmosfera espessa no exoplaneta ultra-quente TOI-561 b, desafiando suposições sobre tais mundos. Este planeta rochoso, que orbita sua estrela em menos de 11 horas, mostra temperaturas e densidade mais baixas do que o esperado, sugerindo uma camada de gases sobre um oceano de magma. Os achados, publicados em 11 de dezembro, destacam como a radiação intensa pode não remover todas as atmosferas de planetas pequenos e próximos.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb identificaram a evidência mais forte até o momento de uma atmosfera envolvendo TOI-561 b, uma super-Terra localizada muito além do nosso sistema solar. Este planeta, com raio 1,4 vezes o da Terra, gira em torno de sua estrela hospedeira —uma estrela ligeiramente menor e mais fria que o Sol— em menos de 11 horas. A uma distância de menos de um milhão de milhas, ou cerca de um quarenta avos da separação Terra-Sol, TOI-561 b provavelmente está preso por maré, com um lado permanentemente voltado para a estrela e experimentando calor escaldante que excede o ponto de fusão da rocha.
As observações revelam que a temperatura do lado diurno do planeta atinge cerca de 3.200 graus Fahrenheit (1.800 graus Celsius), mais fria do que os previstos 4.900 graus Fahrenheit (2.700 graus Celsius) para uma superfície rochosa nua. Esta discrepância, medida via instrumento NIRSpec do Webb durante um período de monitoramento de 37 horas sob o Programa de Observadores Gerais 3860, aponta para redistribuição de calor, possivelmente por ventos fortes em uma atmosfera rica em voláteis.
A autora principal Johanna Teske, cientista do Laboratório de Terra e Planetas da Carnegie Science, observou as características incomuns do planeta: «O que realmente diferencia este planeta é sua densidade anormalmente baixa. É menos densa do que você esperaria se tivesse uma composição semelhante à da Terra». TOI-561 b orbita uma estrela antiga pobre em ferro no disco espesso da Via Láctea, com o dobro da idade do nosso Sol, sugerindo que se formou em um ambiente químico distinto dos planetas do sistema solar.
A coautora Dra. Anjali Piette da Universidade de Birmingham explicou o papel atmosférico: «Precisamos realmente de uma atmosfera espessa rica em voláteis para explicar todas as observações. Ventos fortes resfriariam o lado diurno transportando calor para o lado noturno». A equipe propõe uma camada gasosa substancial sobre um oceano de magma global, onde gases circulam entre a atmosfera e o interior, mantendo o equilíbrio apesar da intensa radiação estelar.
O coautor Tim Lichtenberg da Universidade de Groningen acrescentou: «Acreditamos que há um equilíbrio entre o oceano de magma e a atmosfera. Enquanto gases saem do planeta para alimentar a atmosfera, o oceano de magma os suga de volta para o interior. Este planeta deve ser muito, muito mais rico em voláteis do que a Terra para explicar as observações».
Estes resultados, detalhados em The Astrophysical Journal Letters em 11 de dezembro, reformulam o entendimento de exoplanetas de período ultra-curto e seu potencial para reter atmosferas ao longo de bilhões de anos. Análise adicional do conjunto de dados completo visa mapear variações de temperatura e composição atmosférica com mais precisão.