TOI-270 d – egzoplaneta z metanem i dwutlenkiem węgla

Zaskakujące odkrycie JWST w atmosferze podneptuna

Najnowsze obserwacje przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) przynoszą fascynujące wieści ze świata egzoplanet. Międzynarodowy zespół astronomów dokonał bezpośrednich pomiarów składu atmosfery planety TOI-270 d, odkrywając wyraźne sygnatury metanu (CH₄) i dwutlenku węgla (CO₂). To przełomowe odkrycie, które rzuca nowe światło na różnorodność i ewolucję planet typu podneptunów – klasy obiektów, które nie mają swojego odpowiednika w naszym Układzie Słonecznym.

TOI-270 d to ciepła planeta typu podneptun, krążąca wokół chłodnego, czerwonego karła TOI-270, oddalonego o około 73 lata świetlne. Charakteryzuje się ona atmosferą bogatą w wodór (H₂), a jej umiarkowana temperatura sprawia, że jest szczególnie interesującym celem badań pod kątem możliwości istnienia życia (choć sam podneptun prawdopodobnie nie nadaje się do zamieszkania).

Skład chemiczny atmosfery i implikacje dla modeli planetarnych

Wykrycie metanu i dwutlenku węgla, wraz z wstępnymi dowodami na obecność pary wodnej (H₂O) i dwusiarczku węgla (CS₂), jest kluczowe dla rozbicia tak zwanych degeneracji kompozycyjnych w modelowaniu atmosfer egzoplanet. Degeneracje te utrudniają precyzyjne określenie składu wewnętrznego i atmosferycznego planety wyłącznie na podstawie danych obserwacyjnych.

• Metan i dwutlenek węgla to ważne markery w badaniach astrobiologicznych, ale także w zrozumieniu procesów termochemicznych zachodzących w atmosferze. Ich obecność jest zgodna z modelem, w którym atmosfera jest w stanie równowagi chemicznej w wysokich temperaturach, lub wskazuje na dynamiczne procesy mieszania.
• Dominacja wodoru (H₂) sugeruje, że atmosfera jest raczej pierwotna, uformowana z dysku protoplanetarnego.

Precyzyjna charakterystyka podneptunów wymaga połączenia fizycznie uzasadnionych modeli wnętrza i atmosfery z dokładnymi danymi spektralnymi, takimi jakie dostarcza JWST. TOI-270 d jest teraz jedną z najlepiej scharakteryzowanych planet tego typu. Te dane pomogą astronomom lepiej zrozumieć, jak powstają i ewoluują egzoplanety o masach i promieniach pośrednich między Ziemią a Neptunem, i jakie są granice ich różnorodności.

Czym są podneptuny?

Podneptuny to najczęściej występujący typ planet w Drodze Mlecznej, co czyni ich zrozumienie priorytetem w nowoczesnej astronomii. Są mniejsze niż Neptun, ale większe niż Ziemia, a ich gęstość wskazuje na obecność grubej warstwy gazowej (najczęściej wodoru i helu) otaczającej skaliste jądro. Warunki na powierzchni, pod tymi grubymi atmosferami, są przedmiotem intensywnych badań.

---

Źródła informacji:

• arXiv: Atmospheric Characterization of the Sub-Neptune TOI-270 d with JWST/NIRSpec G395H.
• Phys.org
• NASA.gov / STScI

Opracowanie: Agnieszka Nowak