Cel mai frecvent tip de planetă din Calea Lactee este mini-Neptun, aproape 3300 din cele aproape 6300 de exoplanete confirmate fiind identificate ca atare. Cu toate acestea, compoziția exactă a acestor corpuri cerești, puțin mai mici decât Neptun, rămâne învăluită în mister, deoarece în sistemul nostru solar nu există o analogie similară. Situația este complicată și mai mult de atmosfera lor groasă și cețoasă, care reprezintă un obstacol aproape de netrecut chiar și pentru Telescopul Spațial James Webb (JWST).

O echipă de cercetători americani și canadieni, condusă de Universitatea din Chicago, s-a apropiat acum de înțelegerea structurii interne a mini-Neptunelor. Într-un studiu publicat în The Astrophysical Journal, ei au folosit modele computerizate pentru a simula atmosfera și straturile interioare ale planetei TOI-270 d, descoperită în 2019. Această exoplanetă, situată la doar 73 de ani-lumină, are o rază de două ori mai mare decât cea a Pământului, o masă de 4,2 ori mai mare și orbitează steaua sa pitică roșie în doar 11,4 zile.

TOI-270 d, împreună cu planetele sale surori, orbitează la marginea interioară a zonei locuibile a stelei, dar măsurătorile anterioare ale JWST au dezvăluit deja detalii interesante. Instrumentele au identificat dioxid de carbon, metan și hidrogen în atmosferă – o combinație care sugerează prezența apei. Cu toate acestea, starea apei și modul în care se amestecă cu hidrogenul au rămas necunoscute, iar această incertitudine ar putea rescrie fundamental ideile existente.

Rezerve ascunse de apă sub suprafață

Modelele cercetătorilor sugerează că temperatura și raportul apă-hidrogen controlează împreună dacă cele două substanțe se amestecă sau se separă. TOI-270 d este un exemplu deosebit de interesant, deoarece conține mult mai multă apă decât hidrogen, iar la o temperatură de aproximativ 537 de grade Celsius, apa mai grea se poate scufunda sub atmosfera mai ușoară de hidrogen. Acest strat inferior de apă, aflat în stare lichidă sau supercritică, se ascunde eficient de telescoape – chiar și instrumentele sensibile ale JWST nu pot străpunge acest văl.

„Este foarte probabil ca aceste planete să ascundă mult mai multă apă decât lasă să se vadă în atmosfera lor”, a declarat Dr. Caroline Piaulet-Ghorayeb, autorul principal al studiului și cercetător postdoctoral la Universitatea din Chicago. Ea a subliniat că apa nu este doar esențială pentru viață, ci ne avertizează și că datele noilor generații de telescoape spațiale trebuie interpretate cu mai multă nuanță pentru a obține o imagine reală.

Această descoperire pune sub semnul întrebării ipoteza de lungă durată conform căreia interiorul mini-Neptunelor este format din materiale amestecate uniform. În schimb, modelul TOI-270 d arată o structură stratificată, unde sub gazul de hidrogen se află mase uriașe de apă la adâncime. Aceasta înseamnă că estimările anterioare ale apei ar putea subestima semnificativ valorile reale, iar planetele ar putea ascunde un mediu mult mai umed decât am crezut inițial.

Noua generație de telescoape ar putea aduce răspunsurile

Printre „noile telescoape puternice” menționate de cercetători se numără Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA, a cărui lansare este planificată pentru august 2026. Echipat cu un coronograf, acest instrument va fi capabil de imagistică directă a exoplanetelor, ceea ce ar putea revoluționa studiul atmosferelor. De asemenea, Telescopul Extrem de Mare (ELT) al Observatorului European Sudic (ESO), un telescop gigantic terestru aflat în construcție, ar putea începe măsurătorile științifice în jurul anului 2030.

Aceste inovații tehnologice vor permite astronomilor să vadă mult mai adânc în atmosfera învăluită a mini-Neptunelor. Exemplul TOI-270 d arată că comportamentul diferit al apei și hidrogenului este esențial pentru dezvăluirea naturii reale a planetelor, iar prin rafinarea modelelor se pot face predicții din ce în ce mai precise cu privire la adâncimea și forma rezervelor de apă.

În anii următori, măsurătorile telescopului spațial Roman și ale ELT vor oferi dovezi decisive dacă mini-Neptunele ascund pe scară largă apă lichidă sau fluid supercritic. Deși încă trebuie să așteptăm răspunsurile, un lucru este cert: fiecare nouă descoperire ne încurajează să continuăm să întrebăm, să cercetăm și să privim cerul – căci aceasta este adevărata esență a științei.

Sursa: Universetoday.com