Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εντόπισε ισχυρές ενδείξεις ατμόσφαιρας στον HD 3167 b, έναν βραχώδη εξωπλανήτη που βρίσκεται περίπου 154 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό των Ιχθύων. Ο πλανήτης ολοκληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από το άστρο του σε περίπου 24 ώρες και θεωρείται «κόσμος λάβας», με την πλευρά που κοιτάζει το άστρο να θερμαίνεται σε ακραίο βαθμό.
Το εύρημα είναι εντυπωσιακό επειδή η πολύ κοντινή τροχιά αναμενόταν να δυσκολεύει τη διατήρηση ατμόσφαιρας. Ο αστρικός άνεμος και η έντονη ακτινοβολία υψηλής ενέργειας μπορούν να απογυμνώσουν τα αέρια από έναν μικρό, βραχώδη πλανήτη. Ο HD 3167 b δείχνει ότι η εικόνα είναι πιο σύνθετη — τουλάχιστον για ορισμένους υπέρθερμους κόσμους.
Η θερμοκρασία αποκάλυψε το ίχνος
Οι ερευνητές δεν «φωτογράφισαν» απευθείας την ατμόσφαιρα. Παρατήρησαν τον πλανήτη στο μέσο υπέρυθρο και αξιοποίησαν μια δευτερεύουσα έκλειψη: τη στιγμή που ο HD 3167 b περνά πίσω από το άστρο του, το Webb καταγράφει τη μικρή διαφορά στο φως και υπολογίζει πόση ακτινοβολία προέρχεται από τον ίδιο τον πλανήτη.
Αν ο κόσμος ήταν γυμνός βράχος, η ημερήσια πλευρά του θα έπρεπε να πλησιάζει τη μέγιστη θερμοκρασία που επιτρέπουν η απόσταση από το άστρο και η ανακλαστικότητα της επιφάνειας. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι είναι αισθητά ψυχρότερη από αυτό το θεωρητικό όριο. Η πιο πιθανή εξήγηση είναι ότι μια ατμόσφαιρα μεταφέρει μέρος της θερμότητας προς τη νυχτερινή πλευρά ή ότι νέφη αντανακλούν μέρος της ακτινοβολίας.
Η μέθοδος δεν είναι άμεση ανίχνευση συγκεκριμένων μορίων. Είναι, όμως, ισχυρή ένδειξη ότι στην επιφάνεια και γύρω από τον πλανήτη συμβαίνει κάτι περισσότερο από την απλή θέρμανση ενός άδειου πετρώματος.
Τι μπορεί να περιέχει η ατμόσφαιρα
Η ακριβής σύσταση παραμένει άγνωστη. Η πλευρά του HD 3167 b που βλέπει το άστρο πιθανότατα καλύπτεται από λιωμένο πέτρωμα, ενώ ο πλανήτης μπορεί να έχει σύνθεση πλούσια σε πυριτικά ορυκτά, παρόμοια με εκείνη του γήινου μανδύα. Σε τέτοιες θερμοκρασίες, μέρος της ατμόσφαιρας θα μπορούσε να αποτελείται από εξατμισμένο πέτρωμα.
Τα τελευταία δεδομένα αφήνουν ανοιχτό και το ενδεχόμενο βαρύτερων αερίων, όπως διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα ή νερό. Αυτό δεν σημαίνει ότι οι επιστήμονες έχουν ήδη ταυτοποιήσει αυτά τα συστατικά στον συγκεκριμένο πλανήτη· χρειάζονται νέες παρατηρήσεις για να ξεχωρίσει η πραγματική χημεία από τα εναλλακτικά μοντέλα.
Ένα παράθυρο στην πρώιμη Γη
Ο HD 3167 b είναι ακατάλληλος για ζωή, αλλά ακριβώς γι’ αυτό λειτουργεί ως φυσικό εργαστήριο. Οι ερευνητές μελετούν δέκα υπέρθερμους κόσμους λάβας για να αναζητήσουν μια πιθανή θερμοκρασιακή μετάβαση: υπάρχει άραγε ένα όριο πάνω από το οποίο οι πυριτικές ατμόσφαιρες γίνονται αρκετά παχιές ώστε να επιβιώνουν;
Η απάντηση μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση των πρώτων εκατομμυρίων ετών της Γης. Μετά τις συγκρούσεις που διαμόρφωσαν τους βραχώδεις πλανήτες, η επιφάνεια της Γης πιθανότατα πέρασε από μια φάση «ωκεανού μάγματος», όπου ολόκληρος ο πλανήτης ήταν εξαιρετικά θερμός και μεγάλο μέρος της επιφάνειας βρισκόταν σε υγρή κατάσταση.
Ο νέος κόσμος δεν είναι αντίγραφο της νεαρής Γης. Προσφέρει όμως έναν τρόπο να μελετήσουμε, από απόσταση, πώς ένας βραχώδης πλανήτης συγκρατεί ή χάνει την ατμόσφαιρά του όταν βρίσκεται στα όρια της αντοχής του. Αυτό το όριο είναι κρίσιμο και για την αναζήτηση πιο ήπιων, δυνητικά κατοικήσιμων κόσμων.