Dalekohled Jamese Webba. Credit: NASA

Za dva roky (snad) by se měl do vesmíru vydat nejdražší astronomický přístroj všech dob. Kosmický dalekohled Jamese Webba (JWST) bude stát 10 miliard dolarů. Vědci si od něj hodně slibují a to včetně průzkumu atmosfér mnoha velmi atraktivních exoplanet.

Najít takové planety pro případný průzkum je hlavní úkol družice TESS. Poměrně malou část oblohy pozoruje TESS skoro rok vkuse. Je to oblast, kterou může JWST pozorovat po dobu celého roku.

Pokud exoplaneta přechází před svou hvězdou, projde její atmosférou světlo hvězdy a v jeho spektru zanechá atmosféra svůj otisk. Můžeme tak prozkoumat atmosféru planety, přestože planetu vůbec nevidíme.

TESS dodá cílové planety pro JWST, ale pár kousků máme k dispozici už dnes od jiných projektů. Jedním z nejslavnějších je nepochybně TRAPPIST-1. Okolo chladného trpaslíka, který se nachází 36 světelných let od nás v souhvězdí Vodnáře, obíhá sedm planet zemského typu. Až na třech z nich mohou být podmínky k životu.

Tranzit planet u TRAPPIST-1 trvá od 36 do 77 minut. Pozorovat hvězdu samozřejmě musíte i před a po tranzitu, ale i tak jde o relativně rychlou operaci.

TRAPPIST-1, credit: NASA, JPL/Caltech
TRAPPIST-1, credit: NASA, JPL/Caltech

U podobně malých planet potřebujete pozorovat více než jeden tranzit. Situace však nemusí být tak špatná. Podle nové studie může u exoplanet u TRAPPIST-1 stačit pozorovat 2 až 15 tranzitů. Tato pozorování mohou být použita k diagnostice přítomnosti atmosféry a v některých případech k rozlišení různých věrohodných složení atmosféry.

Má to ovšem háček. Musí být jasno. Nikoliv na Zemi, JWST bude stovky tisíc kilometrů od nás ve vesmíru, ale v atmosférách zkoumaných planet.

Pokud se v atmosféře nachází aerosoly podobné atmosféře Venuše, bude detekce atmosféry výrazně složitější.

Kyslík? Wow! Tedy achjo… 

Potenciálně obyvatelné planety u červených trpaslíků mají vázanou rotaci, což může komplikovat jejich obyvatelnost. Někteří červení trpaslíci jsou také velmi aktivní, dochází u nich k velkým erupcím, takže planeta dostává velké dávky nebezpečného záření. V neposlední řadě je důležitá historie. Červení trpaslíci jsou v mládí aktivnější, takže je docela možné, že planety u TRAPPIST-1 přišly o vodu.

Detekce vody bude jednou z velkých výzev a možná dost těžkých výzev. Může se nacházet v nižší atmosféře, kde bude hůře detekovatelná. Platí to pro planety podobné Venuši i ty potenciálně obyvatelné.

Ze sedmí planet u TRAPPIST-1 je z hlediska podmínek k životu teoreticky nejnadějnější TRAPPIST-1e. Pokud je její atmosféra bez mraků, mohlo by k detekci vody stačit pozorovat 35 tranzitů. Přítomnost mraků by naopak mohla zcela zakrýt absorpční vlastnosti vodních par.

Vědci budou chtít detektovat také kyslík, ale trochu z jiných důvodů, než si myslíte. Jeho velká přítomnost bude špatnou zprávou. Pokud dostávaly planety od hvězdy v minulosti větší množství záření, dostala se voda do atmosféry, kde byla zářením rozložena na vodík a kyslík. Lehčí vodík následně unikl do vesmíru, kyslík zbyl jako němý svědek těchto událostí.

Cesta do nitra neviditelného světa: TRAPPIST-1e má železné jádro