Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vesmírný dalekohled Jamese Webba úspěšně změřil teplo vyzařované exoplanetou TRAPPIST-1 c, která obíhá kolem červeného trpaslíka vzdáleného 40 světelných let od Země. S teplotou na denní straně přibližně 107 stupňů Celsia se jedná o nejchladnější kamennou planetu, která kdy byla charakterizována metodou tepelného vyzařování. Přesnost potřebná pro tato měření dále dokazuje velkou užitečnost Webbova dalekohledu pro výzkum exoplanet.
Jak oznamuje NASA, výsledky mohou být trochu zklamáním. Exoplaneta není zdaleka tak podobná Venuši, jak se dříve předpokládalo. O žádné dvojče nejde. Přestože TRAPPIST-1 c má zhruba stejnou velikost a hmotnost jako Venuše a přijímá stejné množství záření od své hvězdy, zdá se, že nemá stejně hustou atmosféru oxidu uhličitého. To naznačuje, že planeta, a možná i celý systém, mohla vzniknout s velmi malým množstvím vody. Závěr je nejnovějším příspěvkem ke snaze zjistit, zda planetární atmosféry mohou přežít v drsném prostředí červeného trpaslíka. Nebude to rozhodně pravidlem. Atmosféra této planety – pokud vůbec existuje – je extrémně řídká.
Výsledek má přitom obecnější význam pro astrobiologii. Červení trpaslíci představují nejběžnější typ hvězd, k udržení života pozemského typu (na povrchu) je přitom atmosféra nezbytná. Během první miliardy let svého života vyzařují trpaslíci jasné rentgenové a ultrafialové záření, které může mladé planety atmosféry snadno zbavit.
„V minulosti jsme mohli studovat pouze planety s hustou atmosférou bohatou na vodík. Díky Webbově dalekohledu můžeme konečně začít pátrat po atmosférách s převahou kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého,“ uvádí Sebastian Zieba z německého Institutu Maxe Plancka pro astronomii a první autor studie publikované v Nature. Funkce Webbova dalekohledu nás přivádějí do situace, kdy můžeme začít porovnávat systémy exoplanet se Sluneční soustavou způsobem, který jsme dosud k dispozici neměli.
Vedle TRAPPIST-1 c obíhá kolem příslušné hvězdy (trpaslík typu M) ještě 6 dalších kamenných planet. Mají podobnou velikost a hmotnost jako vnitřní kamenné planety Sluneční soustavy. Existence atmosféry není potvrzena ani u jedné z nich. Jiný výzkumný již dříve dospěl k závěru, že TRAPPIST-1 b, nejvnitřnější planeta soustavy, postrádá atmosféru pravděpodobně zcela.
Co se týče technických podrobností nové studie, tj. jak se vlastně k závěrům došlo. Množství infračerveného světla vyzařovaného planetou přímo souvisí s její teplotou, která je zase ovlivněna atmosférou. Plynný oxid uhličitý přednostně pohlcuje světlo o vlnové délce 15 mikronů, takže planeta se v této vlnové délce jeví jako slabší. Mraky však mohou světlo odrážet, takže planeta pak zase vypadá jasnější a přítomnost oxidu uhličitého maskuje.
Kromě toho podstatná část atmosféry jakéhokoli složení přerozděluje teplo z denní strany na noční, což způsobuje, že teplota na denní straně je nižší než na světě bez atmosféry. Protože TRAPPIST-1 c obíhá tak blízko své hvězdy – asi 1/50 vzdálenosti mezi Venuší a Sluncem (poznámka: hvězda je chladnější, proto obě planety přijímají energie srovnatelně) – předpokládá se, že má podobně jako Merkur vázanou rotaci, s přivrácenou a odvrácenou stranou.
Ačkoli provedená první měření neposkytují definitivní informace o povaze TRAPPIST-1 c, pomáhají zúžit pravděpodobné možnosti. „Naše výsledky odpovídají tomu, že planeta je holá skála bez atmosféry, nebo má planeta opravdu řídkou atmosféru CO2 (řidší než na Zemi, ale i než na Marsu) bez mraků,“ řekl S. Zieba.
Absence husté atmosféry naznačuje, že planeta mohla vzniknout s relativně malým množstvím vody. Pokud chladnější planety systému TRAPPIST-1 vznikaly za podobných podmínek, nebudou zřejmě obyvatelné už právě z tohoto důvodu bez ohledu na své další vlastnosti.
Sebastian Zieba, No thick carbon dioxide atmosphere on the rocky exoplanet TRAPPIST-1 c, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06232-z. www.nature.com/articles/s41586-023-06232-z
Zdroj: NASA / Phys.org
