Na Zemi nejpodobnější planetě může být kyslík, šampaňské se ale vypařilo

Exoplaneta, credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Exoplaneta, credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
www.novedalekohledy.cz

GJ 1132b je Zemi nejpodobnější nebo minimálně jednou z těch nejpodobnějších exoplanet. Její atmosféra může obsahovat kyslík.

Za objevem exoplanety GJ 1132b stojí projekt MEarth, který se věnuje hledání exoplanet podobných Zemi (Earth) u červených trpaslíků (M) a to tranzitní metodou.

Příliš mnoho zářezů sice projekt s kamerami v Arizoně a na Cerro Tololo v Chile zatím nemá, ale když už něco najde, tak to stojí za to. Po exoplanetě GJ 1214b přišla na konci loňského roku GJ 1132b.

Poloměr planety je 1,16 Země a její hmotnost 1,6 Země. V případě takto malých planet není moc obvyklé, že známe hmotnost i velikost (na řadu tranzitujících planet objevených Keplerem spektrografy nestačí). U GJ 1132b těžíme z toho, že se její mateřská hvězda nachází jen 39 světelných let od nás a je tedy na červeného trpaslíka poměrně jasná a také z toho, že je docela malá a má malou hmotnost. To pak samozřejmě zlepšuje situaci nejen lovcům tranzitu ale také měření radiálních rychlostí.

Atmosféra z kyslíku?

Laura Schaefer z CfA a její kolegové v nové studii simulovali podmínky na povrchu a v atmosféře exoplanety.

GJ 1132b by mohla být první planetou o velikosti Země, u níž objevíme kyslík. Šampaňské se ale vypařilo. Doslova. Planeta totiž obíhá okolo hvězdy s periodou jen 1,6 dní a dostává 19x více záření, než Země od Slunce. Kyslík v tomto případě nebude souviset s možným výskytem života, ale bude mít jiný původ.

Předpokládejme, že exoplaneta z počátku obsahovala dostatek vody. Vodní pára je skleníkový plyn, takže pomohla ještě více rozpálit povrch, na němž vznikl oceán – nikoliv vody ale roztavených hornin.

Pára by ovšem neměla mít v atmosféře dlouhého trvání. Silné dávky ultrafialového záření rozložily vodní páru na vodík a kyslík. Oba prvky pak unikaly do volného kosmu – vodík je lehčí, takže unikal snadněji.

Magmatický oceán mohl absorbovat část kyslíku – podle odhadů maximálně 10 %.

Jaká je ale atmosféra exoplanety doopravdy? Dalekohled Jamese Webba a pozemské přístroje by v budoucnu mohly potvrdit některý ze scénářů.

Vědci očekávají, že okolo planety najdou poměrně slabou (několik barů) atmosféru z kyslíku a velmi malé nebo spíše žádné stopy vodní páry.

Pokud by došlo k objevu atmosféry s větším obsahem kyslíku a bez vodní páry, znamenalo by to, že planeta dostávala větší dávky záření a obsahovala větší množství vody (více než 5 % své hmotnosti).

Existuje ještě možnost, že v atmosféře objevíme velké množství kyslíku (nad 500 barů) a také velké množství páry (nad 500 barů). V takovém případě by to znamenalo, že planeta dostávala menší dávky ultrafialového záření, než se čekalo, měla počáteční obálku z vodíku nebo obsahovala značné počáteční množství vody – více než 250 pozemských oceánů.

Přítomnost vodní páry v atmosféře by také naznačovala, že i dnes se na povrchu nachází obří magmatický oceán.

Podobné simulace a výzkumy mohou pomoci lépe pochopit vývoj Venuše a také obecně systémy, jako je třeba nedávno objevený TRAPPIST-1. V jeho případě docházelo zřejmě také ke ztrátě vody. TRAPPIST-1 je navíc ještě zajímavější, protože planety se pohybují v obyvatelné oblasti nebo v její blízkosti, ale v minulosti tomu tak vlivem většího záření hvězdy nebylo. Více v článku Obyvatelnost planet u TRAPPIST-1 aneb trpasličí starosti.

Zdroj: Predictions of the atmospheric composition of GJ 1132b