Najczęstszymi gwiazdami we Wszechświecie są czerwone karły, co oznacza, że skaliste egzoplanety najprawdopodobniej krążą wokół takiej gwiazdy. Czerwone karły są chłodne, więc planeta musi przytulić je na ciasnej orbicie, aby pozostać wystarczająco ciepłym, aby potencjalnie posiadać wodę w stanie ciekłym (co oznacza, że znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania). Takie gwiazdy są również aktywne, szczególnie gdy są młode, emitując promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie, które może zniszczyć atmosfery planetarne. W rezultacie, ważnym otwartym pytaniem w astronomii jest to, czy skalista planeta może utrzymać lub przywrócić atmosferę w tak trudnym środowisku.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do zbadania skalistej egzoplanety znanej jako GJ 486 b. Jest zbyt blisko swojej gwiazdy, aby znaleźć się w ekosferze, z temperaturą powierzchni około 800 stopni Fahrenheita (430 stopni Celsjusza). A jednak ich obserwacje za pomocą spektrografu bliskiej podczerwieni (NIRSpec) wykazują ślady pary wodnej. Jeśli para wodna jest związana z planetą, oznaczałoby to, że ma ona atmosferę pomimo wysokiej temperatury i bliskości swojej gwiazdy. Para wodna była już wcześniej widoczna na gazowych egzoplanetach, ale do tej pory nie wykryto ostatecznie żadnej atmosfery wokół skalistej egzoplanety. Zespół ostrzega jednak, że para wodna może znajdować się na samej gwieździe – w szczególności w chłodnych plamach gwiezdnych – a nie z planety.
GJ 486 b jest około 30% większa od Ziemi i trzy razy masywniejsza, co oznacza, że jest skalistym światem o silniejszej grawitacji niż Ziemia. Okrąża czerwonego karła w niecałe 1,5 ziemskiego dnia. Oczekuje się, że będzie pływowo zamknięty, ze stałą stroną dzienną i stałą stroną nocną. GJ 486 b przechodzi swoją gwiazdę, przechodząc przed gwiazdą z naszego punktu widzenia. Jeśli ma atmosferę, to podczas tranzytu światło gwiazd filtrowałoby te gazy, odciskając odciski palców w świetle, które pozwalają astronomom rozszyfrować jego skład za pomocą techniki zwanej spektroskopią transmisyjną.
Zespół zaobserwował dwa tranzyty, każdy trwający około godziny. Następnie wykorzystali trzy różne metody do analizy danych wynikowych. Wyniki wszystkich trzech są spójne, ponieważ pokazują głównie płaskie widmo z intrygującym wzrostem przy najkrótszych długościach fal podczerwonych. Zespół przeprowadził modele komputerowe biorąc pod uwagę wiele różnych cząsteczek i doszedł do wniosku, że najbardziej prawdopodobnym źródłem sygnału była para wodna.
Podczas gdy para wodna może potencjalnie wskazywać na obecność atmosfery na GJ 486 b, równie prawdopodobnym wyjaśnieniem jest para wodna z gwiazdy. Co zaskakujące, nawet w naszym Słońcu para wodna może czasami istnieć w plamach słonecznych, ponieważ plamy te są bardzo chłodne w porównaniu z otaczającą powierzchnią gwiazdy. Gwiazda macierzysta GJ 486 b jest znacznie chłodniejsza niż Słońce, więc jeszcze więcej pary wodnej skoncentrowałoby się w jej plamach gwiezdnych. W rezultacie może stworzyć sygnał, który naśladuje atmosferę planetarną.
Oczekuje się, że atmosfera pary wodnej będzie stopniowo erodować z powodu ogrzewania gwiazd i napromieniowania. W rezultacie, jeśli atmosfera jest obecna, prawdopodobnie musiałaby być stale uzupełniana przez wulkany wyrzucające parę z wnętrza planety. Jeśli woda rzeczywiście znajduje się w atmosferze planety, potrzebne są dodatkowe obserwacje, aby zawęzić ilość wody.
Przyszłe obserwacje Webba mogą rzucić więcej światła na ten system. A nadchodzący program Webba użyje instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) do obserwacji dziennej strony planety. Jeśli planeta nie ma atmosfery lub ma tylko cienką atmosferę, to oczekuje się, że najgorętsza część strony dziennej znajduje się bezpośrednio pod gwiazdą. Jeśli jednak najgorętszy punkt zostanie przesunięty, oznaczałoby to atmosferę, która może cyrkulować ciepło.
Ostatecznie, obserwacje w krótszych falach podczerwonych za pomocą innego instrumentu Webba, Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS), będą potrzebne do rozróżnienia między atmosferą planety a scenariuszami plam gwiezdnych.