Teleskop Jamesa Webba urobil obrovský objav. Na žeravej superZemi odhalil skrytú atmosféru nad oceánom lávy
James Webb odhalil planétu TOI-561 b, ktorá si napriek extrémnemu žiareniu udržiava hustú atmosféru nad oceánom lávy. Objav mení predstavy o tom, kde môžu existovať atmosféry.
Vyzerá to ako čisté sci-fi, no ide o objav potvrdený jedným z najpresnejších teleskopov, aké ľudstvo kedy postavilo. Vedci pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba našli doteraz najpresvedčivejší dôkaz, že malá kamenná planéta mimo našej slnečnej sústavy má vlastnú atmosféru. A to na mieste, kde by podľa všetkých doterajších pravidiel nemala prežiť ani sekundu.
Výsledky publikované v odbornom časopise The Astrophysical Journal Letters ukazujú, že exoplanéta TOI-561 b je pravdepodobne zahalená hrubou vrstvou plynov, ktorá leží nad celoplanetárnym oceánom roztavenej horniny. Vedci hovoria o svete, ktorý vyzerá ako žeravá lávová guľa, no zároveň dokáže udržať atmosféru.
Planéta, kde rok trvá menej než pol dňa
TOI-561 b patrí medzi takzvané ultra-krátkoperiodické planéty. Jeden obeh okolo svojej hviezdy zvládne za menej než 11 hodín. Pre porovnanie, Zem potrebuje na jeden obeh celý rok.
Planéta má približne 1,4-násobok polomeru Zeme, no obieha extrémne blízko svojej hviezdy, vo vzdialenosti menšej než 1 609 000 kilometrov. To je asi štyridsaťkrát bližšie, než obieha Merkúr okolo Slnka. Výsledkom je, že jedna strana planéty je neustále vystavená žiareniu hviezdy.
Na tejto dennej strane teploty ďaleko presahujú bod topenia hornín. Povrch tam netvorí pevná zem, ale globálny oceán lávy, ktorý planétu doslova obopína.
Neprehliadni
Prečo vedcov prekvapila jej „nízka“ teplota
Ak by TOI-561 b bola len holý kus skaly bez atmosféry, jej osvetlená strana by mala dosahovať teploty okolo 2 700 stupňov Celzia. Presne to vedci očakávali.
Lenže James Webb nameral niečo iné. Teplota dennej strany vychádza „len“ okolo 1 800 stupňov Celzia. Stále ide o extrémne horúci svet, no rozdiel je príliš veľký na to, aby sa dal ignorovať.
Tieto údaje boli získané pomocou prístroja NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), ktorý meral jas dennej strany planéty v blízkom infračervenom spektre počas chvíle, keď sa planéta skryla za svoju hviezdu. Práve takýmto spôsobom dokážu vedci odhaliť, či planéta má atmosféru a ako efektívne dokáže presúvať teplo.
Ako môže atmosféra prežiť v takomto pekle
Dlhé roky platilo jednoduché pravidlo. Malé kamenné planéty, ktoré obiehajú veľmi blízko hviezdy, časom prídu o všetky plyny. Intenzívne žiarenie ich jednoducho „odfúkne“ do vesmíru.
TOI-561 b však toto pravidlo porušuje. Vedci navrhujú, že planéta má extrémne veľké množstvo prchavých látok, najmä vodnej pary, ktorá dokáže absorbovať časť blízkeho infračerveného žiarenia vyžarovaného z rozžeraveného povrchu.
Zároveň nevylučujú prítomnosť svetlých silikátových oblakov. Tie by fungovali podobne ako oblaky na Zemi, len pri oveľa vyšších teplotách. Odrážali by časť hviezdneho svetla späť do vesmíru a pomáhali by atmosféru ochladzovať.
Kľúčom je rovnováha medzi atmosférou a oceánom magmy. Plyny neustále unikajú z roztavenej horniny do atmosféry, no zároveň sa časť z nich opäť vstrebáva späť do vnútra planéty. Tento kolobeh môže atmosféru udržiavať aj napriek extrémnym podmienkam.
Planéta z úplne iného sveta než Zem
Zvláštnosťou TOI-561 b nie je len jej atmosféra, ale aj anomálne nízka hustota. Je menej hustá, než by sme očakávali, ak by mala zloženie podobné Zemi. To je dôležitá stopa.
Vedci preto skúmajú, či má planéta menšie železné jadro a menej hustý kamenný plášť, alebo či jej „nafúknutý“ vzhľad spôsobuje práve hrubá atmosféra bohatá na prchavé látky, ktorá ju robí zdanlivo väčšou.
Planéta navyše obieha veľmi starú hviezdu chudobnú na železo, ktorá je približne dvakrát staršia než naše Slnko. Vznikla v inej oblasti Mliečnej cesty, v tzv. hrubom disku. To naznačuje, že TOI-561 b sa formovala v chemických podmienkach, ktoré dnes v okolí Zeme už prakticky neexistujú.
Mokrá guľa lávy, ktorá mení učebnice
Vedci TOI-561 b výstižne opisujú ako „mokrú guľu lávy“. Svet, kde sa oceán roztavenej horniny a hustá atmosféra navzájom ovplyvňujú a udržiavajú v rovnováhe.
Tento objav výrazne mení pohľad na to, aké planéty môžu mať atmosféru a kde všade ju môžeme hľadať. Ukazuje, že aj malé kamenné svety v extrémnych podmienkach môžu byť oveľa zložitejšie, než sme si doteraz mysleli.
A to je len začiatok. Vedci majú k dispozícii viac než 37 hodín pozorovaní a ďalšie analýzy ešte len prebiehajú. TOI-561 b tak môže byť len prvým z mnohých svetov, ktoré nám ukážu, že vesmír sa neriadi takými jednoduchými pravidlami, aké sme si doteraz kreslili do učebníc.
