S jakou atmosférou počítat na Super-Zemi?

Není to tak dávno, když si věda nebyla jistá, zda ve vesmíru vůbec existují planety, které obíhají jinou hvězdu než je naše Slunce. Dnes pozorujeme dokonce jejich atmosféru. (délka blogu 5 min.) 

Zdálo se být logické, že tak, jako vznikly planety v naší soustavě, musí existovat velké množství planet také u ostatních hvězd. Mohl by se na nich vyskytovat i život, proč o něm ale nevíme - proč nás nenavštěvují cizí bytosti z jiných světů? 

Otázku vyřešil vývoj techniky. Nové a dokonalejší teleskopy začaly detekovat nejprve obří a poté stále menší a menší planety. Nedávno se dokonce splnil dávný sen - nejen že se podařilo planetu zaregistrovat - povedlo se také analyzovat její atmosféru. 

Jeden nestačí

K průzkumu využili vědci hned dva moderní teleskopy - vesmírný teleskop Hubble a Spitzer. 

Počkali si na moment “zatmění”, tedy na chvíli, kdy bude zkoumaná planeta při svém pohybu vesmírem přecházet přes kotouček hvězdy, kolem které obíhá. Využili také chvíle, kdy se planeta za hvězdu “schová”. Dalekou hvězdu samozřejmě jako kotouček nepozorujeme, dá se ale vysledovat pokles nebo naopak nárůst její zářivosti. Vědcům se podařilo sledovat 12 “zatmění” a 20 “schování za hvězdu”. Pomocí velice citlivých teleskopů se při tom daly vystopovat změny pro různé vlnové délky světla hvězdy. 

Superzemě u hvězdy Gliese

Zkoumána byla přitom planeta, která patří ve vesmíru podle dnešního odhadu k těm nejčastějším. Jedná se o tzv. Superzemi, planetu s pevným jádrem a obsáhlou atmosférou, která je ovšem hned několikrát těžší než Země. V naší vlastní soustavě taková planeta neexistuje, velice často ji ale vědci nachází v cizích soustavách. 

Její typickou představitelkou je Gliese 3470 b. Dala by se přirovnat ke kříženci Země a Neptunu, má 12,6 hmotností naší vlastní planety, přitažlivost na ní je tedy (pro život našeho typu) nepříjemně vysoká. Zároveň nedosahuje takové hmotnosti, jakou v naší soustavě mají planety, které se už dají přiřadit do kategorie plynní obři (jako Neptun nebo Uran).

Už vesmírný teleskop Keppler (který se specializoval na hledání exoplanet a skončil svou práci v roce 2018) naznačil, že k tomuto druhu planet by mohlo patřit zhruba 80 % jím nalezených objektů. Je tedy jen logické, že vědci chtěli vědět, jak je na tom atmosféra této velké skupiny exoplanet. 

Gliese 3470 b

Prozkoumaná planeta krouží poměrně blízko své mateřské hvězdy. Zajímavý je fakt, že se její atmosféra zjevně skládá z primordiálních prvků (původních a při Velkém třesku vzniklých prvků) vodíku a helia. Není “znečištěná” těžšími prvky, tak jak to pozorujeme u jiných planet v naší vlastní soustavě.  

Atmosféra je čirá a vykazuje jen nepatrné zakalení. Rozhodně se nepodobá tomu, co se dá pozorovat na našem Neptunu. Zdá se, že tu není ani vodní pára ani metan, sloučeniny, které známe z planet naší soustavy. Místo toho se nápadně podobá atmosféře našeho Slunce. 

Vědci proto usoudili, že to byla právě gravitace, která umožnila planetě “nasbírat” ze svého okolí dostatek plynů, ze kterých se tvořila kdysi i hvězda, kolem níž planeta obíhá. 

Ve srovnání s velkými planetami naší vlastní soustavy je vidět ještě jeden rozdíl: Gliese 3470 b zjevně po své soustavě “necestovala” tak, jako tomu bylo u našich velkých planet. Zrodila se a po dobu své existence zůstala ve stejné vzdálenosti od hvězdy, v jaké ji pozorujeme dnes.

Co bude dál?

Výsledky sledování Gliese 3470 b jsou natolik fascinující, že se dá počítat s pokračováním výzkumu. 

Planetě se bude v budoucnosti věnovat vesmírný teleskop Jamese Webba. Jeho parametry umožní ještě detailnější průzkum. Bude mít daleko vyšší citlivost v infračervené oblasti spektra, s jeho pomocí tedy budou moci vědci nahlédnout do atmosféry exoplanety ještě hlouběji než dnes. Možná v ní najdou další sloučeniny. 

align="justify"