Voda na exoplanetách

Atmosféra a magnetické pole chrání život na Zemi před poškozením kosmickým zářením. Bez těchto dvou ochranných komponentů by nebyl život (tak jak ho známe dnes) nejspíš vůbec možný. (délka blogu 3 min.)

Není tedy divu, že se při úvahách o možné existenci života na jiných planetách vědci zabývají také tím, jestli se u nich dá pozorovat atmosféra, případně jaké má složení. Optimální by samozřejmě bylo, kdyby obsahovala … vodu.

Exoplanety a voda

Vědci byli dlouho přesvědčeni o tom, že na většině vhodných kamenných planet nejspíše atmosféra nebude, protože ji planeta v průběhu své kariéry ztratila. Něco podobného proběhlo i na Zemi, která svou atmosféru měnila nejméně dvakrát. 

Vědci nedávno zveřejnili novou teorii. Exoplanet, na kterých existuje voda, by mohlo být velké množství - a to díky principiálním procesům, které by měly platit všeobecně. 

Poměrně malé kamenné planety typu Země by tak mohly mít docela často na svém povrchu vodu (minimálně v určitém množství) a s ní i dobře vyvinutou atmosféru. 

Nejčastější typ exoplanety

Informace o exoplanetách získáváme pomocí dalekohledů, které pozorují jejich parametry. Můžeme tak zjistit nejen kolem které hvězdy se pohybují, ale také jak jsou velké a těžké. Planety, které pozorujeme nejčastěji, nejsou moc podobné těm z naší vlastní soustavy. 

Nejčastěji se astronomové setkávají s planetami, které jsou kamenné a hmotnostně jsou o něco menší než Neptun. Zatím se neví, z čeho přesně se skládají jejich atmosféry, zdá se ale, že jsou převážně vodíkové. Dále pozorují vědci značné množství středně velkých kamenných planet, které vodík v atmosféře postrádají. 

Je docela dobře možné, že vznikaly stejně jako jejich sestry s vodíkovým obalem, později ale svoje plynné atmosféry ztratily - například když jejich centrální hvězda zvýšila svou jasnost a aktivitu. I poměrné malé chladné hvězdy (rudí trpaslíci) mohou vyvinout takovou aktivitu, která může atmosféru planety odfouknout. 

Vodík ale nemusí čekat až ho odvane hvězdný vítr. Mohl by se také pohlcovat v materiálu samotné planety, pokud je ještě tekutý. Hypotetický oceán z roztaveného magmatu by mohl extrahovat vodík z atmosféry a vázat ho na atomy kyslíku. Vznikala by voda. Ta by se pak měla chemicky navázat v roztavené hornině. 

Je to právě tato chemicky vázaná voda, které by se pak mohla později z horniny zase uvolňovat v době, kdy planeta ztratila svou první vodíkovou atmosféru. 

Tolik teorie - jak ji ale prověřit? 

O další výzkum se postará nový vesmírný dalekohled. Ten nahradí Hubblův dalekohled, který se dnes nachází na oběžné dráze Země a pomalu se čeká, že jednoho dne vypoví službu. Jeho nástupce - Webbův dalekohled by se měl věnovat právě průzkumu atmosféry planet. 

Atmosféry u exoplanet by se mohly zkoumat také nepřímo. Stačilo by měřit jejich povrchové teploty. 

Pokud má planeta atmosféru, měla by se díky ní poněkud vyrovnávat teplota na osvětlené a neosvětlené straně. Zvlášť dobře by mohl být jev patrný na planetách, které jsou tak blízko své centrální hvězdy, že zaujaly tzv. vázanou rotaci. Při ní obíhají kolem společného těžiště s hvězdou tak, že k ní natáčejí stále stejnou polovinu svého povrchu. Podobně to dělá náš Měsíc, který přiklání Zemi stále stejnou stranu. 

Pokud se bude registrovat nepříliš vysoký teplotní rozdíl mezi denní a noční stranou planety, mělo by to znamenat, že se o vyrovnávání teplot stará dobře vyvinutá atmosféra. 

Zdroje: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abe7dc