Planéta v najslávnejšej sústave môže mať predsa len atmosféru, konštatujú vedci. Môže si ju udržať aj napriek krutým podmienkam?

Hviezdna sústava TRAPPIST-1 je jednou z najslávnejších a najfascinujúcejších sústav, aké sme odhalili. Nachádza sa v nej viacero pevných planét, z toho niekoľko leží v obývateľnej zóne okolo hviezdy, ktorá je červeným trpaslíkom, o niečo menšou a chladnejšou hviezdou ako naše Slnko. Sústava TRAPPIST-1 sa nachádza od nás relatívne blízko, “len” 40 svetelných rokov. Dokopy ukrýva 7 pevných planét podobných Zemi, pričom tri z nich sa nachádzajú v obývateľnej zóne hviezdy. To znamená, že tieto tri planéty by mohli ukrývať na svojom povrchu vodu.  

Ako informujú výskumníci z Inštitútu Maxa  Plancka, otázkou ostáva, či tieto planéty vodu majú. Hoci sa nachádzajú v obývateľnej zóne hviezdy, hovoríme o červenom trpaslíkovi, hviezde, ktorá je oproti nášmu Slnku oveľa agresívnejšia. Planéty sa zároveň nachádzajú bližšie k hviezde, čo znamená, že sú viac vystavené ničivému radiačnému bombardovaniu.  

Astronómovia už niekoľko rokov uvažujú, či môžu mať planéty v obývateľnej zóne okolo červených trpaslíkov atmosféru. Niektorí predpokladajú, že intenzívna radiácia by atmosféru jednoducho odfúkla do vesmíru, no definitívny verdikt ešte neexistuje. Najnovšie pozorovania z Inštitútu Maxa Plancka totiž otvárajú možnosť, že jedna z planét, TRAPPIST-1 b, predsa len môže atmosféru mať. 

Môže mať TRAPPIST-1 b atmosféru?

Nová štúdia sa k výsledkom dopracovala pomocou meraní tepelného infračerveného žiarenia planéty TRAPPIST-1 b. Na tieto merania použili vedecký inštrument MIRI na palube Webbovho vesmírneho teleskopu. Predchádzajúce výskumy naznačovali, že planéta TRAPPIST-1 b môže byť temnou pevnou planétou bez atmosféry. Nový výskum túto ideu naštrbuje.  

“Musíme povedať, že myšlienka pevnej planéty s výrazne zvetraným povrchom a bez atmosféry je nekonzistentná s najnovšími meraniami. Zvyčajne sa povrch planéty opotrebuje vplyvom žiarenia centrálnej hviezdy a nárazmi meteoritov. Výsledky však naznačujú, že hornina na povrchu je stará najviac asi tisíc rokov, čo je výrazne menej ako samotná planéta, ktorej vek sa odhaduje na niekoľko miliárd rokov,” hovorí Jeroen Bouwman, jeden z autorov štúdie.  

To vysvetľuje, že kôra planéty je pravdepodobne vystavená dramatickým zmenám, ktoré by mohli byť spôsobené extrémnou sopečnou činnosťou alebo tektonickou činnosťou. Aj keď takýto scenár je zatiaľ len hypotetický, nie je vôbec vylúčený. Planéta je totiž dostatočne veľká na to, aby si vo svojom vnútri udržala zvyškové teplo zo svojho vzniku, podobne ako Zem. Gravitačný vplyv centrálnej hviezdy a ostatných planét môže tiež deformovať TRAPPIST-1 b, čo by viedlo k vzniku vnútorného trenia a následnému uvoľňovaniu tepla, podobne ako v prípade Jupiterovho mesiaca Io. 

Merania autorom štúdie ukázali, že existujú podmienky, v rámci ktorých by mohla mať exoplanéta hrubú atmosféru bohatú na oxid uhličitý. Kľúčovým faktorom v tomto prípade je opar z uhľovodíkových zlúčenín, inak povedané smog, v horných vrstvách atmosféry.  

Zatiaľ odpoveď nevieme

Výskumníci vysvetľujú, že takýto opar by mohol obrátiť teplotnú stratifikáciu atmosféry bohatej na oxid uhličitý. Bežne sa stáva, že nižšie vrstvy atmosféry sú teplejšie kvôli vyššiemu tlaku. V prípade TRAPPIST-1 b by však opar absorboval teplo a tým pádom by sa viac zahriali vrchnejšie vrstvy atmosféry. Tento proces by podporoval skleníkový efekt. Výsledkom je, že oxid uhličitý by sám vyžaroval infračervenú radiáciu.  

Niečo podobné môžeme vidieť na mesiaci Saturnu, na Titane. Aj tento mesiac má hustý atmosférický opar, ktorý sa s najväčšou pravdepodobnosťou formuje vplyvom UV radiácie Slnka a plynmi bohatými na uhlík v atmosfére mesiaca.  

Autori štúdie ale priznávajú, že prípad exoplanéty TRAPPIST-1 b je komplikovaný a potrebujeme ďalšie pozorovania na to, aby sme zistili, či má táto exoplanéta skutočne atmosféru alebo nie. Súčasné pozorovania netrvali dostatočne dlho na to, aby nám ponúkli odpoveď.