Gorący neptun LTT 9779b to planeta, która nie powinna istnieć

Wśród planet Układu Słonecznego można rozróżnić małe planety skaliste (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars), gazowe olbrzymy (Jowisz, Saturn) oraz lodowe olbrzymy (Neptun i Uran). To jednak tylko część repertuaru planetarnego we wszechświecie. W naszym układzie planetarnym nie ma chociażby, znajdowanych gdzie indziej, superziem, gorących jowiszów, chłodnych neptunów i – jak się okazuje – gorących neptunów.

LTT 9779b to właśnie taki gorący neptun. Planeta została odkryta w 2019 r. za pomocą kosmicznego teleskopu TESS. To pierwsza egzoplaneta o rozmiarach Neptuna odkryta za jego pomocą.

W tym konkretnym przypadku mamy do czynienia z planetą gazową, okrążającą swoją gwiazdę macierzystą w ciągu zaledwie 24 godzin. Temperatura w jej atmosferze po stronie dziennej sięga 1700 stopni Celsjusza. W porównaniu do niej dzienna strona Merkurego, na której temperatura sięga ok. 450 stopni Celsjusza, wydaje się chłodna. Aby bardziej unaocznić temperaturę, można powiedzieć, że na dziennej stronie LTT 9779b nie tylko ołów się topi, ale także platyna, chrom czy stal nierdzewna.

Zazwyczaj planeta znajdująca się w niewielkiej odległości od swojej gwiazdy nie posiada własnej atmosfery, ponieważ silne wiatry gwiezdne, intensywne promieniowanie w toku ewolucji wywiewają stopniowo całą atmosferę planety w przestrzeń międzyplanetarną. Ma to szczególnie zastosowanie do planet o rozmiarach Neptuna. O ile gazowe olbrzymy, gorące jowisze, mają na tyle dużą masę, że są w stanie utrzymać grawitacyjnie swoją atmosferę, to mniejsze planety nie mają tej przewagi i zazwyczaj szybko odzierane są ze swojej gazowej otoczki.

W tym jednak wypadku badacze wyraźnie dostrzegają atmosferę planety. Co więcej, analizując zmiany temperatury w zależności od miejsca na planecie, badacze doszli do wniosku, że w atmosferze tej planety nie zachodzi zbyt intensywna wymiana ciepła między stroną nasłonecznioną a stroną znajdującą się po „stronie nocnej”. Najgorętszym miejscem w atmosferze LTT 9779b jest ten rejon, w którym Słońce znajduje się najwyżej. Tutaj ciekawostka – wbrew powszechnej opinii na Ziemi najcieplej w ciągu dnia nie jest w południe, a dopiero kilka godzin później.

Warstwa chmur znajdująca się w górnych warstwach atmosfery LTT 9779b skutecznie odbija większość padającego na nią promieniowania z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Dlatego też gdy planeta okrąża swoją gwiazdę w ciągu 24 godzin, astronomowie widzą znaczącą różnicę temperatur poszczególnych części jej atmosfery.

Badania prowadzone za pomocą spektroskopu pozwoliły ustalić, że w atmosferze planety znajduje się sporo dwutlenku węgla i tlenku węgla. Informacja ta wraz z rozkładem temperatur na planecie dużo mówi o tym, z czego składają się głębsze warstwy atmosfery i jakie wiatry w niej wieją. Niemniej jednak jak na razie gorące neptuny pozostają słabo zbadaną kategorią planet.

Dopiero teleskopy kolejnej generacji pozwolą je zbadać dużo dokładniej. Astronomowie liczą, że np. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pozwoli im zrozumieć, jak taka planeta była w stanie utrzymać swoją atmosferę, jak powstała, czy wcześniej była większa, ale właśnie utraciła część swojej atmosfery. Na to jednak musimy poczekać, bowiem teleskop JWST w najbardziej optymistycznej wersji zostanie wyniesiony w przestrzeń kosmiczną dopiero w drugiej połowie 2021 r., aczkolwiek szanse na to są niewielkie.