En lavaplanet som burde vært naken stein, reflekterer 74 prosent av stjernelyset

James Webb-romteleskopet har oppdaget at en steinplanet dekket av smeltet stein, som kretser så nær stjernen sin at et år der varer mindre enn en halv jorddag, reflekterer lys nesten like godt som Venus. Webb fulgte planeten gjennom nesten hele dens bane og så at den sendte tilbake det meste av stjernelyset som traff den, i stedet for å absorbere det.

Det burde ikke skje. Lava er mørk, og en liten steinverden under så mye stråling var forventet å ha mistet atmosfæren sin for lenge siden, og etterlatt en svart, forbrent kule. En lys planet betyr at noe befinner seg over magmaen: en tykk atmosfære, sannsynligvis med reflekterende skyer laget av stein som har kokt av overflaten.

Det gjør TOI-561 b til et av de sterkeste tilfellene så langt av en steinplanet utenfor solsystemet som har beholdt en atmosfære. JWST har sjekket en rekke små steinverdener, de fleste rundt røde dvergstjerner, og funnet for det meste bar stein. Her ser planeten med minst rett til en atmosfære ut til å være den som beholdt den.

Studien, ledet av Samuel Boucher ved Université de Montréal med Lisa Dang ved University of Waterloo som prosjektleder, er publisert i The Astronomical Journal. «Oppdagelsen vår utfordrer gjeldende teorier,» sa medforfatter Anjali Piette ved University of Birmingham. «Vi ville forvente at en kraftig bestrålt steinplanet som TOI-561 b skulle ha mistet atmosfæren sin for milliarder av år siden.»

Slik veide Webb lyset fra en planet den ikke kan se

Webb kan ikke fotografere TOI-561 b, som forsvinner i gjenskinnet fra stjernen sin omtrent 280 lysår unna i stjernebildet Sekstanten. Det den kan gjøre, er å måle den kombinerte infrarøde gløden fra stjerne og planet med ekstrem presisjon og se hvordan den gløden endrer seg når planeten snur seg.

Planeten er nesten sikkert tidevannslåst, med én side i permanent dagslys og den andre i permanent natt. Når den går i bane, ser Webb mer av den varme dag siden, deretter mer av nattsiden. Når planeten glir bak stjernen, forsvinner lyset dens, og størrelsen på det fallet gir dag siden glød direkte. Denne stigningen og fallet over en bane kalles en fasekurve.

Teamet rettet Webbs NIRSpec-instrument mot systemet i omtrent 37 timer uten avbrudd, og dekket nesten fire baner, ved infrarøde bølgelengder mellom omtrent 3 og 5 mikrometer. Planetens dag side tilfører bare noen få titalls deler per million til stjernens lys. For å isolere det, modellerte forskerne også granulasjon, det langsomme kokemønsteret på stjernens overflate som får lysstyrken til å flimre.

«Denne teknikken, kjent som en fasekurve, avslørte at planeten reflekterer en betydelig mengde lys fra stjernen sin, og at varme blir omfordelt rundt planeten i stedet for bare på den solbelyste siden,» sa Dang. «Sammen peker disse på tilstedeværelsen av en atmosfære.»

Hvorfor tallene utelukker bar stein

Argumentet er et energibudsjett. En mørk bar stein på denne avstanden, som absorberer alt og ikke flytter varme til nattsiden, burde ha en dag side på nær 3 200 kelvin, omtrent 2 900 grader Celsius. Webb målte omtrent 2 050 kelvin på dag siden, nær 1 780 grader Celsius, og omtrent 1 090 kelvin på nattsiden, rundt 820 grader Celsius. Bar stein har ingen måte å varme opp sin permanente natt.

Nattsiden er fortsatt ikke varm nok til å redegjøre for den manglende energien, så det meste må reflekteres før det absorberes. Fra den balansen utleder teamet en Bond-albedo, andelen av innkommende stjernelys en planet sender tilbake til rommet, på omtrent 0,74, pluss/minus omtrent en tiendedel. Venus, innhyllet i svovelsyreskyer, ligger på omtrent 0,77, Jorden omtrent 0,3 og Månen omtrent 0,1. Laboratorietester viser at lava er en dårlig reflektor, så det som reflekterer, er ikke bakken.

En datamodell av planetens klima støttet dette opp. Teamet testet atmosfærer med vanndamp, vann med karbondioksid, og nesten ren oksygen ved overflatetrykk opp til 10 bar, ti ganger jordens. En mørk bar stein ga en fasekurve langt større enn den observerte, mens lyse atmosfærer på 1 til 10 bar kom nærmest, uansett gassblanding. Forfatterne mistenker at den virkelige atmosfæren er enda tykkere, siden planetens lave tetthet peker på et dypt hylster og et tynt lag ikke ville overleve milliarder av år med denne strålingen.

Skyer laget av det sand er laget av

De sannsynlige refleksjonsflatene er skyer av silikatmineraler, familien som inkluderer kvarts og vanlig sand. Dag siden er varm nok til å fordampe stein fra magmaoceanet, og der luften avkjøles, nær kanten av dag siden, kan den dampen kondensere til korn av silisiumdioksid og magnesiumsilikat, som sprer lys svært effektivt ved bølgelengdene Webb brukte.

Teamet testet det hardeste tilfellet, en planet som ikke reflekterer noe og dermed har den varmest mulige dag siden. Skyer dannet seg fortsatt på morgensiden, nok alene til en Bond-albedo på omtrent 0,24. Det antyder en tilbakekobling: skyer kjøler ned dag siden, kjøligere luft lar flere skyer dannes, og planeten blir lysere. Ved å vende bort lys, reduserer skyene også energien som driver gass ut i rommet, og fungerer som en solkrem for atmosfæren selv. En lignende effekt har blitt foreslått for den varme Neptunen LTT 9779 b, en av de mest reflekterende eksoplanetene kjent.

Hva det ikke avgjør

Ingen vet hva atmosfæren er laget av. Det kan være et tett karbondioksidteppe, en mye varmere Venus, eller rik på svoveldioksid som gassene som strømmer ut fra Jupiters vulkanske måne Io. Klimamodellene passer like godt for vannrike og oksygenrike blandinger, og forfatterne avstår fra å rangere dem.

De to NIRSpec-detektorene er heller ikke enige. Den ene viser det varmeste punktet forskjøvet vest for der modellene forutsier, den andre en natt side kaldere enn noen modell gjengir. Teamet sier at dette kan være gjenværende stjerneflimmer, kjente drifter i én detektor, eller reelle forskjeller i skyer eller gasser med bølgelengde. Temperaturene hviler på et smalt infrarødt vindu som bommer på toppen av planetens glød, så de er beste estimater.

Det dypeste problemet er hvorfor atmosfæren eksisterer i det hele tatt. Flukt-teori sier at en superjord som er så bestrålt, burde være strippet ned til bar stein. Forfatterne lister opp fire veier ut: planeten ble født gassrik, som en mini-Neptun; tunge sekundære atmosfærer lekker langt saktere enn lette hydrogenatmosfærer; planeten ble dannet lenger ute og migrerte innover sent, etter stjernens voldsomme ungdom; eller gasser låst inne i det smeltede indre siver tilbake ut, med magmaoceanet som fungerer som en planetomfattende vulkan. Mer enn én kan være sann.

En steinverden med for lite stein

TOI-561 b er den innerste av fire kjente planeter rundt en stjerne som er litt mindre og kjøligere enn Solen og omtrent 10 milliarder år gammel, dobbelt så gammel som Solen. Planeten er omtrent 1,4 ganger jordens bredde og 2,2 ganger dens masse, så den er mindre tett enn Jorden og enn de fleste planeter i så tette baner, en tidlig antydning om et dypt lag av lettere materiale. Den går i bane omtrent 35 ganger nærmere stjernen sin enn Merkur er til Solen, på omtrent 10,7 timer, og mottar omtrent 4 700 ganger så mye stjernelys som Jorden får.

Vanlige spørsmål om TOI-561 b

Hva er TOI-561 b?

En steinete superjord omtrent 280 lysår unna, omtrent 1,4 ganger jordens bredde. Den går i bane rundt stjernen sin på omtrent 10,7 timer, så nær at overflaten antas å være et globalt hav av magma.

Har TOI-561 b en atmosfære?

Bevisene sier ja. Webb målte en dag side langt kjøligere enn bar stein burde være, og en varm natt side, som sammen krever en tykk atmosfære som reflekterer lys og flytter varme rundt planeten.

Kan en lavaplanet ha skyer?

Sannsynligvis. På TOI-561 b kan steindamp fra magmaoceanet kondensere til silisiumdioksid- og magnesiumsilikatskyer der dag siden luften avkjøles, og disse skyene er den ledende forklaringen på Bond-albedoen på omtrent 0,74.

Kan noe leve på TOI-561 b?

Nei. Med en dag side nær 1 800 grader Celsius og en overflate av smeltet stein, er planeten langt utenfor ethvert område der liv slik vi kjenner det kan overleve. Verdien ligger i hva den viser om hvordan steinplaneter beholder eller mister luften sin.

Hva som kommer neste

De samme Webb-dataene inkluderer et transittspektrum, stjernelys filtrert gjennom atmosfæren da planeten krysset stjernen sin, som teamet vil analysere i en kommende artikkel for å undersøke atmosfærens tykkelse, sammensetning og skyer. De modellerer også hvordan indre og atmosfære utviklet seg sammen for å se hvilken fluktrute som passer.

Webb samlet inn fasekurven over to dager i mai 2024 under observasjonsprogram 3860. En første analyse av dag siden, ledet av Johanna Teske ved Carnegie Institution for Science, ble annonsert i desember 2025 og fant planeten for kjølig til å være bar stein. Fasekurve-artikkelen ble publisert online 29. september 2026, og University of Birmingham annonserte resultatet 26. oktober 2026.

Den avgjørende testen er en fasekurve med Webbs MIRI-mellominfrarøde instrument, som ville fastslå dag siden- og nattsidetemperaturer uavhengig, lide mindre av stjerneflimmer og dekke 15-mikrometerbåndet der karbondioksid etterlater et sterkt spor. «Å observere planeten ved lengre bølgelengder med JWST kan gi oss innsikt og hjelpe til med å forklare hvordan en planet så varm har holdt på en atmosfære i milliarder av år,» sa Dang.

Referanse: Boucher et al., «A Highly Reflective Atmosphere on the Lava World TOI-561b Revealed by JWST/NIRSpec Phase Curves,» The Astronomical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-3881/ae9763

Tagger: astronomi, James Webb Space Telescope, eksoplaneter, eksoplaneters atmosfærer, lavaplanet, superjord