Międzynarodowy zespół naukowców ogłosił przełomowe odkrycie nowego typu planety pozasłonecznej, która kryje w swoim wnętrzu ogromne ilości siarki, zanurzonej w oceanie magmy. Obserwacje, przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) oraz naziemnych obserwatoriów, ujawniły zaskakująco niską gęstość planety oraz obecność dużych ilości siarkowodoru w jej atmosferze. Wyniki badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Nature Astronomy", dają kolejny przykład różnorodności światów poza naszym Układem Słonecznym.
- Odkryto nowy typ planety pozasłonecznej - L 98-59 d - oddaloną o 35 lat świetlnych od Ziemi.
- Wnętrze planety wypełnia globalny ocean magmy, w którym gromadzą się ogromne ilości siarki.
- Atmosfera bogata jest w siarkowodór i dwutlenek siarki, co czyni L 98-59 d wyjątkową na tle innych egzoplanet.
- Ocean magmy pozwala utrzymać atmosferę pomimo silnego promieniowania gwiazdy macierzystej.
Planeta L 98-59 d znajduje się około 35 lat świetlnych od Ziemi i krąży wokół niewielkiej, czerwonej gwiazdy. Jej rozmiar jest około 1,6 razy większy od Ziemi, jednak to nie wielkość, a unikatowa struktura i skład atmosfery przykuły uwagę astronomów. Dotychczas planety o podobnych cechach klasyfikowano jako skaliste "gazowe karły" z atmosferą bogatą w wodór albo jako światy pokryte głębokimi oceanami i lodem. Jednak L 98-59 d nie pasuje do żadnej z tych kategorii. Najnowsze badania sugerują, że mamy do czynienia z zupełnie nową klasą planet, w których dominują ciężkie cząsteczki siarki.
Zespół badawczy, w skład którego weszli naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, Uniwersytetu w Groningen, Uniwersytetu w Leeds oraz ETH w Zurychu, wykorzystał zaawansowane symulacje komputerowe, aby odtworzyć ewolucję L 98-59 d na przestrzeni niemal pięciu miliardów lat, od momentu jej powstania aż po współczesność. Dzięki połączeniu danych obserwacyjnych z modelami fizycznymi wnętrza i atmosfery planety, udało się "zajrzeć" w głąb jej struktury.
Analizy wskazują, że płaszcz L 98-59 d składa się z płynnych krzemianów, przypominających ziemską lawę, tworzących globalny ocean magmy sięgający tysięcy kilometrów w głąb planety. To właśnie ta rozgrzana otchłań stanowi rezerwuar, w którym przez miliardy lat gromadzą się ogromne ilości siarki.
Magmowy ocean pozwala także planecie utrzymać grubą, bogatą w wodór atmosferę, w której występują siarkowe gazy, takie jak siarkowodór (H₂S). W normalnych warunkach, pod wpływem promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez macierzystą gwiazdę, atmosfera taka powinna z czasem ulec rozproszeniu. Jednak obecność magmy i siarki pozwala jej przetrwać znacznie dłużej.
Obserwacje JWST z 2024 roku wykazały obecność dwutlenku siarki oraz innych gazów siarkowych w górnych warstwach atmosfery L 98-59 d. Modele naukowców pokazują, że te gazy powstają w wyniku reakcji chemicznych wywołanych przez ultrafioletowe promieniowanie czerwonego karła, wokół którego krąży planeta. Jednocześnie ocean magmy działa jak gigantyczny bufor, magazynując i uwalniając lotne związki siarki przez miliardy lat. Ta dynamiczna wymiana pomiędzy wnętrzem a atmosferą tłumaczy niezwykłe właściwości planety.
Symulacje sugerują, że L 98-59 d powstała z dużą ilością lotnych substancji i początkowo mogła przypominać większą wersję planet typu sub-Neptun. Z biegiem czasu, w miarę stygnięcia i utraty części atmosfery, planeta zmieniła swój wygląd i skład. Co ciekawe, oceany magmy są uniwersalnym etapem wczesnej ewolucji wszystkich skalistych planet, w tym Ziemi i Marsa. Nowe odkrycia mogą więc pomóc lepiej zrozumieć także początki naszej planety.
Odkrycie L 98-59 d jako przedstawiciela nowej klasy planet sugeruje, że dotychczasowe kategorie używane przez astronomów mogą być zbyt uproszczone, a różnorodność światów poza Układem Słonecznym większa, niż myśleliśmy. Autorzy pracy podkreślają, że to dopiero początek, podobnych planet może być znacznie więcej. Szczególnie interesujące jest odkrycie roli siarki, a zwłaszcza siarkowodoru, w kształtowaniu atmosfery i wnętrza L 98-59 d. Ten gaz, o charakterystycznym zapachu zgniłych jaj, może być znacznie powszechniejszy na egzoplanetach, niż dotychczas sądzono.