Sciencemag.cz
Related Articles
Vullanismus, regolit, žula, desková tektonika, srovnání s Merkurem. Moderní přístroje a metody umožňují již velmi podrobné zkoumání exoplanet.
Pomocí přístroje MIRI (Mid-Infrared Instrument) na Vesmírném dalekohledu James Webb (JWST) vědci analyzovali povrchové složení kamenné exoplanety LHS 3844 b.
LHS 3844 b je o 30 % větší než Země. Obíhá kolem chladného červeného trpaslíka jednou za zhruba 11 hodin. Planeta je od hvězdy vzdálena pouhé tři průměry hvězdy a má vázanou rotaci. Jedno otočení kolem osy trvá stejně dlouho jako oběh. V důsledku toho je stejná polokoule LHS 3844 b vždy obrácena ke své hvězdě, což vytváří stálou denní stranu s průměrnou teplotou asi 725 stupňů Celsia.
Systém LHS 3844 je od Země vzdálen 48,5 světelných let (14,9 parseků). „Díky úžasné citlivosti JWST můžeme detekovat světlo přicházející přímo z povrchu této kamenné planety. Vidíme tmavou, horkou, neúrodnou skálu bez jakékoli atmosféry,“ uvedla spoluautorka studie Laura Kreidberg z MPIA (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg).
Díky svému tmavému povrchu může LHS 3844 b připomínat větší verzi Měsíce nebo Merkuru. Tento závěr vychází z analýzy infračerveného záření přijímaného z horké denní strany planety. Při měření tohoto záření planetu nevidíme přímo; místo toho zaznamenáváme opakující se změny jasu, které k nám přicházejí od hvězdy a obíhající planety dohromady.
Podobně jako výzkum atmosfér exoplanet těží z klimatologie, nově vznikající obor exoplanetární geologie zase čerpá ze znalostí geologie Země. Vědci využili modely a knihovny hornin a minerálů známých ze Země, Měsíce a Marsu, aby zjistili, jaké infračervené signatury by vytvářely za podmínek na planetě LHS 3844 b.
Porovnání dat založených na pozorováních s těmito výpočty s jistotou vyloučilo složení srovnatelné se zemskou kůrou, typicky minerály bohaté na křemičitany, jako je žula.
Ačkoli tento výsledek není nijak překvapivý – superzemě se svou kůrou prostě podobá Zemi – může odhalit podrobnosti o geologické historii LHS 3844 b. Předpokládá se, že zemské kůry bohaté na křemičitany vznikají dlouhodobým procesem, jenž vyžaduje tektonickou aktivitu a obvykle využívá vodu jako lubrikant. Skalnatý materiál se opakovaně taví a tuhne, když se mísí s materiálem pláště, přičemž lehčí minerály zůstávají na povrchu.
„Jelikož LHS 3844 b takovou křemičitanovou kůru postrádá, lze usoudit, že na této planetě nefunguje desková tektonika podobná té na Zemi, nebo je neúčinná,“ říká spoluautor studie Sebastian Zieba (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA). „Planeta tedy pravděpodobně obsahuje jen málo vody.“
Bez ochranné atmosféry jsou planety vystaveny kosmickému zvětrávání, které je způsobeno především tvrdým, energetickým zářením mateřské hvězdy a dopady meteoritů různých velikostí. „Ukázalo se, že tyto procesy nejen pomalu rozkládají tvrdé horniny na regolit, vrstvu jemných zrn nebo prachu, jakou najdeme na Měsíci,“ vysvětluje Zieba. „Zároveň tuto vrstvu ztmavují přidáním železa a uhlíku, čímž vlastnosti regolitu lépe odpovídají pozorováním.“
Astronomové tak získali dva scénáře pro povrch planety, které se s daty shodují stejně dobře. Jeden zahrnuje povrch, kde převládá tmavá, pevná hornina složená z bazaltových nebo magmatických minerálů. Ve srovnání s geologickými časovými měřítky mění vesmírné zvětrávání její vlastnosti velmi rychle. Astronomové proto docházejí k závěru, že v tomto scénáři by povrch měl být relativně čerstvý, vytvořený nedávnou geologickou aktivitou, jako je rozsáhlá sopečná činnost.
Druhý scénář rovněž předpokládá tmavý povrch, srovnatelný s Měsícem nebo Merkurem. Zohledňuje však dlouhodobé kosmické zvětrávání, které vede k rozsáhlým oblastem pokrytým vrstvou ztmavlého regolitu. Tato alternativa vychází z delších období geologické nečinnosti, a vyžaduje tedy podmínky opačné než první scénář.
Obě alternativy se liší v míře požadované nedávné geologické aktivity. Na Zemi a jiných aktivních objektech ve sluneční soustavě je typickým jevem během takové aktivity odplyňování. Oxid siřičitý je plyn běžně spojovaný s vulkanismem. Pokud by byl na LHS 3844 b přítomen v přiměřeném množství, MIRI by jej měl detekovat. Nicméně nic nenašel.
Nedávné období aktivity se proto jeví jako nepravděpodobné, což vede astronomy k upřednostnění druhého scénáře. Pokud je to správné, LHS 3844 b se skutečně může velmi podobat Merkuru.
The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02860-3
Zdroj: Max Planck Society / Phys.org, přeloženo / zkráceno
