Są miejsca w kosmosie, gdzie żadna teoria nie przewiduje atmosfery. TOI-561 b jest właśnie takim miejscem. To skalista superziemia — smagana gwiazdą, orbitująca tak blisko niej, że rok trwa tam zaledwie nieco ponad dziesięć godzin, a jej powierzchnia to prawdopodobnie globalny ocean ciekłej magmy. A mimo to — ma atmosferę. Gęstą, bogatą w lotne związki chemiczne i wystarczająco masywną, by wywrócić do góry nogami kilka dotychczasowych pewników o planetach skalistych.
Odkrycie ogłoszone przez Carnegie Institution for Science, oparte na obserwacjach Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, ukazało się dziś w ramach nowych wyników z programu obserwacyjnego JWST GO 3860. To prawdopodobnie najsilniejszy jak dotąd dowód na istnienie atmosfery wokół skalistej planety poza Układem Słonecznym.
Co wiemy o TOI-561 b
TOI-561 b ma promień około 1,4 raza większy od ziemskiego i należy do rzadkiej klasy obiektów zwanych planetami o ultrakrótkich okresach. Jej gwiazda macierzysta jest nieco mniejsza i chłodniejsza od Słońca, ale sama planeta krąży tak blisko — w odległości zaledwie jednej czterdziestej dystansu między Merkurym a Słońcem — że musi być trwale zablokowana pływowo w synchronicznym obrocie. Jedna jej strona patrzy na gwiazdę bez przerwy, nigdy nie zaznając nocy.
Planeta jest oddalona od nas o około 560 lat świetlnych. Przy takich rozmiarach i masie (dwukrotność masy Ziemi) powinna być skałą nagą jak kamień na pustyni — bez śladu gazu. W naszym Układzie Słonecznym obowiązuje prosta reguła: większe i chłodniejsze światy zatrzymują atmosfery, mniejsze i gorętsze — nie. Tymczasem TOI-561 b jest zarówno mała, jak i rozpaloną do białości — i jakoś nadal otacza ją powłoka gazowa.
Jeszcze jeden szczegół przykuwał uwagę astronomów od dawna: planeta ma anomalnie niską gęstość, co trudno wytłumaczyć samym składem mineralnym skał. Coś musiało sprawić, że wygląda na większą, niż jest w rzeczywistości.
Termometr jako detektor atmosfery
Jak zmierzyć atmosferę planety oddalonej o ponad pół tysiąca lat świetlnych? Naukowcy sięgnęli po sprytną, ale wymagającą metodę. Używając instrumentu NIRSpec (spektrograf bliskiej podczerwieni) na pokładzie JWST, zmierzyli temperaturę dziennej strony planety na podstawie jej jasności w bliskiej podczerwieni. Technika polega na obserwowaniu spadku jasności układu gwiazda–planeta w momencie, gdy planeta chowa się za tarczą gwiazdy — podobnie jak poszukuje się atmosfer w systemie TRAPPIST-1.
Wynik był jednoznaczny. Gdyby TOI-561 b była nagą skałą bez atmosfery, która rozprowadziłaby ciepło na nocną stronę, temperatura dzienna powinna sięgać około 2700 stopni Celsjusza. Tymczasem NIRSpec pokazał temperaturę bliższą 1800 stopniom — wciąż ekstremalną, ale wyraźnie niższą od oczekiwanej.
Ta różnica temperatur stała się kluczem do rozwiązania zagadki. Coś chłodzi gorącą stronę planety — i tym czymś jest atmosfera.
Magma oddycha
Naukowcy sądzą, że między oceanem magmy a atmosferą istnieje rodzaj równowagi: gazy uwalniają się z wnętrza planety, zasilając atmosferę, podczas gdy ocean magmy jednocześnie wchłania je z powrotem. Ten obieg sprawia, że pomimo intensywnego promieniowania gwiazdy atmosfera nie ucieka w przestrzeń, lecz jest stale uzupełniana.
Współautorka badań, dr Anjali Piette z Uniwersytetu w Birmingham, wyjaśnia, że do wytłumaczenia obserwacji potrzebna jest gęsta, bogata w lotne związki atmosfera. Silne wiatry mogłyby ochładzać dzienną stronę, transportując ciepło na nocną. Gazy takie jak para wodna pochłaniałyby część bliskiej podczerwieni, zanim dotarłaby do teleskopu, przez co planeta wydawałaby się chłodniejsza. Możliwe też, że jasne chmury krzemianowe odbijają część światła gwiazdy.
Skład atmosfery nie jest jeszcze znany z pewnością. Prowadzone jest szczegółowe modelowanie pełnego zestawu danych z ponad 37 godzin ciągłych obserwacji, podczas których planeta zdążyła okrążyć swoją gwiazdę niemal cztery razy.
Dlaczego to ważne?
TOI-561 b nie jest pierwszą planetą, przy której JWST tropił atmosferę. Wcześniej trop wskazywał na 55 Cancri e — inną gorącą superziemię. Ale wyniki przy TOI-561 b są statystycznie mocniejsze i dotyczą świata o wyjątkowej historii.
Planeta orbituje wokół gwiazdy dwukrotnie starszej od Słońca, ubogiej w żelazo — należącej do tzw. grubego dysku Galaktyki, starszej struktury dyskowej Drogi Mlecznej, formującej się, gdy Wszechświat był jeszcze młody. Oznacza to, że TOI-561 b mogła zachować atmosferę przez miliardy lat — i wciąż ją ma. To zmienia pytanie z czy skaliste planety miewają atmosfery? na jak długo i pod jakimi warunkami potrafią je utrzymać?.
Odkrycie otwiera też nowy rozdział w badaniach planet skalistych. Jeśli nawet ekstremalnie gorące światy o ultrakrótkich orbitach mogą być otoczone gazem, oznacza to, że populacja egzoplanet z atmosferami jest prawdopodobnie znacznie szersza, niż dotychczas szacowano. A każda nowa atmosfera to nowe okno na historię planety — i potencjalnie na to, co jeszcze może istnieć na planetach o łagodniejszym klimacie.
Źródła
GŁÓWNE:
- Carnegie Institution for Science (komunikat prasowy, 22 marca 2026): https://carnegiescience.edu/ultra-hot-lava-world-has-thick-atmosphere-upending-expectations
- Teske J. K. i in., A Thick Volatile Atmosphere on the Ultrahot Super-Earth TOI-561 b, The Astrophysical Journal Letters 995 (2): L39 (2025), DOI: 10.3847/2041-8213/ae0a4c
- NASA Science / JWST: https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-detects-thick-atmosphere-around-broiling-lava-world/
Kontekstowe:
- ScienceDaily, 22 marca 2026: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260322020255.htm
- Phys.org, 11 grudnia 2025: https://phys.org/news/2025-12-ultra-hot-super-earth-thick.html
- EarthSky, styczeń 2026: https://earthsky.org/space/atmosphere-on-lava-planet-toi-561-b-exoplanets-webb-space-telescope/
Opracowanie: Agnieszka Nowak
