Imagina un mundo tan caliente que su superficie es un océano de magma, y aún así está envuelto en una atmósfera densa y misteriosa. Ese es el caso de TOI-561 b, una supertierra fuera de nuestro sistema solar que está desafiando todo lo que creíamos saber sobre los planetas rocosos.
El planeta TOI-561 b está envuelto en una gruesa atmósfera que cubre un océano global de magma. Este hallazgo representa la evidencia más sólida hasta la fecha de una atmósfera en un exoplaneta rocoso.
El descubrimiento, liderado por científicos de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), fue posible gracias al telescopio espacial James Webb (JWST), operado en colaboración por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la canadiense CSA.
Según los investigadores, esta atmósfera podría explicar la densidad inusualmente baja del planeta y, al mismo tiempo, rompe con la creencia de que los planetas pequeños cercanos a sus estrellas no pueden mantener atmósferas. Una ventana directa a mundos que desafían todas las reglas conocidas.
Un planeta con una densidad muy baja
Con un radio 1,4 veces el de la Tierra y un período orbital de menos de 11 horas, TOI-561 b pertenece a una clase extremadamente rara de exoplanetas de período ultracorto, que giran tan cerca de sus estrellas que desafían toda expectativa sobre cómo debería ser un planeta rocoso.
Aunque su estrella es solo un poco más pequeña y fría que el Sol, TOI-561 b orbita a apenas 1,6 millones de kilómetros, exponiéndose a temperaturas en su lado diurno que superan con creces la fusión de la roca, transformando su superficie en un océano de magma incandescente.
La baja densidad del planeta desconcertó a los científicos. Una posibilidad es que tenga un núcleo de hierro relativamente pequeño y un manto de roca menos denso que la Tierra, un diseño que le da propiedades inusuales. «Lo que realmente distingue a este planeta es su densidad anómalamente baja. Es menos denso de lo que esperarías si tuviera una composición similar a la de la Tierra», explica Johanna Teske, autora principal del estudio.
Además, TOI-561 b es único entre los planetas de período ultracorto porque orbita una estrella muy antigua y pobre en hierro, el doble de antigua que nuestro Sol, en una región de la Vía Láctea llamada el disco grueso. Esto sugiere que el planeta se formó en un entorno químico radicalmente distinto al de nuestro sistema solar, y podría ser un ejemplo de cómo eran los planetas en los primeros miles de millones de años del universo.
Una atmósfera sorprendente
A pesar de su cercanía abrasadora a la estrella, TOI-561 b parece estar envuelto en una atmósfera espesa, que podría explicar por qué parece más grande de lo que realmente es. Los planetas pequeños expuestos durante miles de millones de años a radiación intensa normalmente pierden sus atmósferas, pero Webb detectó algo diferente.
Con el espectrógrafo de infrarrojo cercano NIRSpec, los investigadores midieron la temperatura del lado diurno del planeta. Si fuera una roca desnuda, alcanzaría unos 2.700 ºC, pero Webb registró 1.800 ºC, extremadamente caliente, pero significativamente más frío de lo esperado. Esto sugiere la presencia de una atmósfera que transporta calor y regula la temperatura.
Varios escenarios podrían explicar este fenómeno: un océano de magma que circula algo de calor, o una fina capa de vapor de roca, aunque ninguna por sí sola podría justificar completamente los resultados. «Creemos que hay un equilibrio entre el océano de magma y la atmósfera. Mientras los gases escapan del planeta, el océano los absorbe de nuevo. Este planeta debe ser mucho más rico en volátiles que la Tierra, realmente como una bola de lava húmeda», describe Tim Lichtenberg, coautor del estudio.