Sciencemag.cz
Doporučujeme
Mezi dosud objevenými exoplanetami je celá řada těch, jejichž obdobu ve Sluneční soustavě nemáme. Planety s průměrem 1,7 až 3,5 Země se často označují jako subneptuny. Pod hustou atmosférou mohou mít skalnatý pevný povrch i vodní oceán, nebo samozřejmě jejich kombinaci.
Problém ale spočívá v tom, že přes hustou, tlustou a neprůhlednou atmosféru na povrch nedohlédneme. Jak tedy určit, zda před sebou máme těleso s kapalnou vodou na povrchu (a tedy šancí na život pozemského typu), nebo zda je exoplaneta na oceány příliš horká? Nová studie tvrdí, že odpověď bychom mohli dostat už ze samotné atmosféry, z jejího chemického složení. Některé vesmírné teleskopy vybavené spektrometry mohou přitom chemické složení atmosféry exoplanety určit celkem spolehlivě. Výkonný spektrometr ponese také chystaný Vesmírný dalekohled Jamese Weba.
Nový výzkum nehledá přímo signatury života, pouze zkoumá možnost oceánu. Nad určitou teplotou má atmosféra subneptunů, v níž převažuje vodík, přejít fázovým přechodem k tzv. termochemické rovnováze, kdy se její chemický profil změní. Uhlík a dusík budou přítomné převážně ve formě methanu a amoniaku. Naopak v chladnějších a řidších atmosférách by uhlík existoval především jako oxid uhličitý a dusík jako molekula N2. Navíc oceán s kapalnou vodou by amoniak zachycoval a rozpouštěl (i když kyselý oceán by čpavku pohlcoval samozřejmě více, téměř vyčistit atmosféru od NH3 by podle nové studie měly zvládnout vodní plochy v širších rozsahu pH), takže čpavek v atmosféře můžeme pokládat téměř za důkaz neexistence kapalné vody. Kromě toho by v atmosféře chladnější planety mělo být více oxidu uhličitého než oxidu uhelnatého; naopak po dosažení termochemické rovnováhy by měl převažovat CO (poznámka: navzdory tomu, že CO2 je ve vodě mnohem rozpustnější než CO, takže přítomnost oceánu z atmosféry relativně víc odebírá oxid uhličitý).
„Pokud uvidíme známky termochemické rovnováhy, dospěli bychom k závěru, že planeta je příliš horká na to, aby byla obyvatelná,“ uvádí Renyu Hu z NASA Jet Propulsion Laboratory který studii vedl.
Unveiling shrouded oceans on temperate sub-Neptunes via transit signatures of solubility equilibria vs. gas thermochemistry, arXiv:2108.04745 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/2108.04745
Zdroj: Jet Propulsion Laboratory / Phys.org
Poznámka PH: Studie ovšem uvádí, že fázový přechod nastává kolem 770 °C. To se nezdá být příliš užitečné. I když ve velkém tlaku může být kapaná voda přítomná i nad 100 °C, stále zde zůstává obrovský interval pro planety chladnější než fázový přechod, ale bez oceánů. Vlastně tak vyloučíme pouze ty nejteplejší subneptuny.
