Astronomowie zaobserwowali wyjątkowe zjawisko, które rzuca nowe światło na procesy kształtujące młode układy planetarne. TOI-1227b – młoda, gazowa planeta krążąca wokół czerwonego karła – traci atmosferę w zastraszającym tempie. Obserwacje wskazują, że za ten niepokojący trend odpowiedzialna jest jej własna gwiazda macierzysta. To rzadkie zjawisko pozwala naukowcom przyjrzeć się w czasie rzeczywistym, jak ekstremalne warunki mogą wpływać na ewolucję planet i ich atmosfer.
TOI-1227b została odkryta w 2022 roku przez za pomocą satelity TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Egzoplaneta ta znajduje się około 330 lat świetlnych od Ziemi i mimo że jej rozmiary są porównywalne z Jowiszem, jej masa jest pięciokrotnie mniejsza od masy największej planety Układu Słonecznego. Planeta krąży bardzo blisko swojej gwiazdy – czerwonego karła typu M – w odległości znacznie mniejszej niż orbita Merkurego wokół Słońca. Taka bliskość naraża ją na wyjątkowo intensywne promieniowanie wysokoenergetyczne, zwłaszcza rentgenowskie.
Gwiazda, wokół której krąży TOI-1227b, choć słabsza od Słońca w świetle widzialnym, słynie z potężnych rozbłysków energetycznych. Ich źródłem jest w pełni konwekcyjna struktura wnętrza czerwonych karłów, która sprzyja częstym i gwałtownym emisjom promieniowania rentgenowskiego. Gdy takie promieniowanie dociera do atmosfery planety, jonizuje cząsteczki, podgrzewając je do kilku tysięcy stopni Kelvina. W efekcie otoczka gazowa planety puchnie i rozszerza się. Im dalej górne warstwy atmosfery znajdują się od planety, tym mniej związane są z nią grawitacyjnie i z czasem łatwiej im uciec w przestrzeń kosmiczną. Co więcej, promieniowanie to rozbija cząsteczki – na przykład wody – ułatwiając ucieczkę lekkich atomów, takich jak wodór.
TOI-1227b ma zaledwie 8 milionów lat, co czyni ją jedną z najmłodszych znanych egzoplanet tranzytujących na tle swojej gwiazdy. W tak wczesnym etapie życia planety zwykle wciąż akumulują masę – tymczasem TOI-1227b już ją traci. Według najnowszych analiz, które mają zostać opublikowane w The Astrophysical Journal, planeta traci atmosferę w tempie około 1 miliona ton metrycznych na sekundę. To równowartość jednej atmosfery ziemskiej rocznie.
Szacunki sugerują, że w ciągu najbliższego miliarda lat planeta może całkowicie utracić swoją atmosferę, kurcząc się do zaledwie jednej dziesiątej swojej obecnej objętości i tracąc ponad 10% masy. Dokładne wartości pozostają jednak niepewne – masa planety wciąż nie została precyzyjnie określona, dlatego badacze opierają się na licznych symulacjach komputerowych.
Obserwacje TOI-1227b mogą również pomóc odpowiedzieć na jedno z najciekawszych pytań dotyczących rozkładu rozmiarów egzoplanet. W danych z teleskopów widać wyraźny niedobór planet o promieniach od 1,5 do 2 razy większych niż Ziemia – zjawisko określane jako „przerwa w promieniu”. Jedna z teorii głosi, że odpowiedzialna za to jest właśnie intensywna utrata atmosfery na wczesnych etapach rozwoju. TOI-1227b stanowi doskonałe laboratorium do testowania tej hipotezy.
Choć astronomiczne procesy zwykle rozgrywają się na przestrzeni milionów lub miliardów lat, w tym przypadku mamy do czynienia ze zjawiskiem dynamicznym – zmiany są mierzalne nawet w skali stuleci. TOI-1227b może zatem odegrać kluczową rolę w zrozumieniu, jak promieniowanie gwiazdowe wpływa na ewolucję planet w całej galaktyce.
W nadchodzących latach kolejne obserwacje – zarówno fotometryczne, jak i spektroskopowe – pozwolą lepiej oszacować masę planety oraz tempo jej transformacji. A każda nowa informacja przybliża nas do zrozumienia, jak rodzą się i umierają planety w otoczeniu młodych, aktywnych gwiazd.