A Földtől 368 fényévre található WASP-166b a forró Neptunuszok sivatagának határán kering. Így nevezik a csillagokhoz közeli térséget, ahol alig fordulnak elő Neptunusz méretű égitestek. A szélsőséges körülmények ellenére ez a különleges exobolygó kiterjedt légkört őrzött meg, amelyben víz és szén-dioxid nyomait mutatták ki.
A WASP-166b egy F9V típusú csillag körül kering, amely mintegy 20 százalékkal nagyobb és nagyobb tömegű a Napnál. Az exobolygó tömege a Földének 32-szerese, mérete pedig hétszerese. Egy teljes keringést mindössze 5,44 nap alatt tesz meg, felszíni hőmérséklete pedig elérheti az 1000 Celsius-fokot, vagyis a körülbelül 1270 kelvint.
A forró Neptunuszok sivatagában a bolygók nem tudnak a forró Jupiterekre jellemző méretűre nőni. Annak megértésére, hogy a WASP-166b miként maradhatott fenn ebben a környezetben, és hogyan őrizhette meg légkörét, Andrew W. Mayo, a Kaliforniai Egyetem kutatója által vezetett nemzetközi csillagászcsoport a James Webb űrtávcsővel vizsgálta az exobolygót és központi csillagát. A tanulmány eredményeit a Cornell Egyetem preprintszerverén tették közzé.
A kutatók a James Webb NIRSpec és NIRISS SOSS spektrográfjaival figyelték meg, amint a bolygó elhaladt csillaga korongja előtt. A NIRISS SOSS közeli infravörös tartományban is képes képeket készíteni. Egy ilyen átvonulás során a csillag fényének egy része áthalad a bolygó légkörén, amely bizonyos hullámhosszakat elnyel. Az így kialakuló színképvonalakból meghatározható a légkör kémiai összetétele, és pontos légköri modell állítható fel.
Az adatok együttes elemzése víz (H₂O) és szén-dioxid (CO₂) nyomait, valamint kis mennyiségű ammóniát (NH₃) mutatott ki. A légkörben emellett sok nehéz elem található. A csillagászatban a héliumnál nehezebb elemeket fémeknek nevezik: a WASP-166b légkörének fémtartalma nagyobb a központi csillagénál, szén–oxigén aránya pedig valamivel kisebb annál.
A csillagászok szerint ez arra utalhat, hogy a bolygó a hóhatáron túl alakult ki. Ez az a térség, ahol az egyszerű, illékony vegyületek megfagynak és kicsapódnak. A WASP-166b innen fokozatosan befelé vándorolhatott, míg el nem érte a forró Neptunuszok sivatagát.
A kutatók közepes magasságban elhelyezkedő felhőket is azonosítottak. Ezek, valamint a központi csillag erős ultraibolya-sugárzása és a bolygó rövid, 5,44 napos keringési ideje arra utalnak, hogy jelenlegi fejlődési szakaszában fotoevaporáció zajlik: a csillag sugárzása fokozatosan elfújja a bolygó légkörét.
A WASP-166b egyike annak a több tucat szuperneptunusznak, amelyet a csillagászok a James Webb űrtávcsővel tanulmányoznak. Az új eredmények segíthetnek megérteni az ilyen világok kialakulását és fejlődését, valamint azokat a fő folyamatokat, amelyek létrehozzák a forró Neptunuszok sivatagát.
