Sciencemag.cz
Doporučujeme
V rané fázi svého vzniku prošly subneptunové planety fází, kdy byly pokryty hlubokým, horkým magmatickým oceánem…
Exoplaneta obíhající kolem trpasličí hvězdy ve vzdálenosti 124 světelných let od Země se v dubnu letošního dostala na titulní stránky médií. Vědci z Univerzity v Cambridge totiž oznámili, že planeta K2-18b by mohla být mořským světem s hlubokým globálním oceánem, který překypuje životem.
Nyní však další studie vede k opačnému závěru: je velmi nepravděpodobné, že by subneptuny jako K2-18b byly světy plné kapalné vody; podmínky tam zdaleka nejsou příznivé pro život pozemského typu.
„Voda na planetách je mnohem omezenější, než se dříve věřilo,“ uvádí spoluautorka nové studie Caroline Dorn z ETH v Curychu.
Pozorování ukazují, že subneptuny jsou i přes svou absenci ve Sluneční soustavě ve vesmíru běžné. Některé z těchto exoplanet se pravděpodobně vytvořily daleko od své centrální hvězdy, až za sněžnou čárou, kde voda mrzne, a později migrují dovnitř. Dosud se předpokládalo, že alespoň některé z těchto planet byly během svého vzniku schopny akumulovat obzvláště velké množství vody a nyní pod atmosférou bohatou na vodík ukrývají hluboké. Označují se pak jako hyceanské svety (hyceán = hydrogen + oceán).
Nové výpočty mají ale ukazovat, že tento scénář není možný. Předchozí studie ignorovaly chemické souvislosti mezi atmosférou a vnitřkem planety. „Nyní jsme zohlednili interakce mezi vnitřkem planety a její atmosférou,“ tvrdí hlavní autor nové práce Aaron Werlen.
Vědci předpokládají, že v rané fázi svého vzniku prošly subneptunové planety fází, kdy byly pokryty hlubokým, horkým magmatickým oceánem. Obal z vodíkového plynu zajistil, že tato fáze trvala miliony let. V rámci nové studie její autoři dále použili model popisující vývoj planet v určitém časovém období. Ten kombinovali s novým modelem, který popisuje chemické procesy probíhající mezi plyny v atmosféře a kovy a křemičitany v magmatu. Výsledek: Voda směřuje do nitra planety. Vědci vypočítali chemickou rovnováhu 26 různých složek pro celkem 248 modelových planet. Počítačové simulace ukázaly, že chemické procesy ničí většinu molekul vody H2O. Vodík a kyslík se vážou na kovové sloučeniny, které z velké části mizí v jádru.
Simulace mají jasně ukazovat, že planety mají mnohem méně vody, než kolik se na nich původně nahromadilo. Voda, která skutečně zůstává na povrchu, je omezena nanejvýš na několik procent původního množství. Většina vody na planetě je ukryta v jejím nitru.
„Podle výpočtů neexistují žádné vzdálené světy s masivními vrstvami vody, kde by voda tvořila přibližně 50 % hmotnosti planety, jak se dříve předpokládalo. Hyceanské světy s 10–90 % vody jsou proto velmi nepravděpodobné,“ praví průvodní tisková zpráva.
To by znamenalo, že hledání mimozemského života bude obtížnější. Podmínky příznivé pro život, s dostatečným množstvím kapalné vody na povrchu, pravděpodobně existují pouze na menších planetách, které budou pravděpodobně pozorovatelné pouze pomocí observatoří ještě výkonnějších než je Vesmírný dalekohled Jamese Webba.
Vědci byli také překvapeni, že ze simulace vyšel následující závěr, zdánlivě paradoxní: planety s atmosférou nejbohatší na vodu nejsou ty, které nashromáždily nejvíce ledu za sněžnou čárou, ale spíše planety, které se vytvořily blíže hvězdě, než je sněžná čára. Na těchto planetách voda nepocházela z ledu, ale vznikla chemickou reakcí, kdy vodík v planetární atmosféře reagoval s kyslíkem z křemičitanů v magmatickém oceánu a vytvořil molekuly H2O.
Sub-Neptunes Are Drier Than They Seem: Rethinking the Origins of Water-Rich Worlds, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adff73
Zdroj: ETH Zurich / Phys.org
Poznámka PH: Laický pohled – studií předpokládajících existenci hyceánských světů ovšem vyšlo x, tudíž bych z jedná práce s opačným závěrem zase tolik nevyvozoval…
