Vesmír nám opäť ukazuje, že naše chápanie exoplanét sa rýchlo mení. Ako vyplynulo z najnovších zistení publikovaných v prestížnom vedeckom časopise Science, astronómovia vôbec prvýkrát detegovali atmosféru na kamenistej planéte, ktorá sa nachádza v obývateľnej zóne inej hviezdy.

Ide o kľúčový krok, pretože práve atmosféra je nevyhnutným predpokladom pre existenciu kvapalnej vody a potenciálne aj života.

Úspech na super-Zemi

Objektom záujmu je planéta s označením LHS 1140 b, vzdialená od Zeme približne 48 svetelných rokov. Táto „super-Zem“ je zhruba 5,6-krát hmotnejšia ako naša planéta a obieha okolo chladného červeného trpaslíka. Hoci sa pôvodne odhadovalo, že jej povrch je extrémne mrazivý, prítomnosť atmosféry mení pohľad na jej schopnosť udržať si priaznivejšie teploty.

Odborníci sa pri výskume zamerali na únik hélia do kozmického priestoru, čo funguje ako nepriamy dôkaz o existencii plynného obalu planéty. Pomocou spektrografu WINERED na teleskope Magellan Clay v Chile tím vedcov zachytil priechod planéty popred hviezdu a potvrdil subtílny pokles svetla, ktorý prezradil prítomnosť únikajúceho plynu.

Prečo je to dôležité?

Červené trpaslíky sú známe tým, že vyžarujú silné žiarenie, ktoré dokáže atmosféru blízkych planét časom úplne odfúknuť. Vek hviezdy LHS 1140, ktorý sa odhaduje na minimálne 3,1 miliardy rokov, však naznačuje, že planéta LHS 1140 b dokázala pretrvať toto bombardovanie a svoju atmosféru si zachovala. To vyvracia obavy, že všetky skalnaté svety okolo takýchto hviezd musia byť nutne bez plynového obalu.

Čo nasleduje?

Hoci je objav vzrušujúci, vedci krotia optimizmus ohľadom obývateľnosti. Detekcia hélia potvrdzuje existenciu hornej vrstvy atmosféry, no nehovorí nám nič o jej zložení v nižších vrstvách. Zatiaľ nevieme, či sa v nej nachádza kyslík, oxid uhličitý alebo vodná para, ktoré by boli kľúčové pre vznik života. Budúce misie a pozorovania sa zamerajú práve na analýzu chemického zloženia, aby sme zistili, či nás na LHS 1140 b čaká len mŕtva skala, alebo možno aj oceány.

Tento prelomový krok je obrovskou motiváciou pre astrobiológov. Ako poznamenal Robin Wordsworth z Harvardu, pred dvoma dekádami sme pochybovali, či vôbec existujú iné skalnaté planéty, neskôr sme zistili, že sú bežné, a teraz vieme, že niektoré z nich majú aj atmosféru. Cesta k potvrdeniu biosignatúr sa tak opäť o kus skrátila.

Atmosféra je oveľa viac než len vrstva plynov

Na prvý pohľad sa môže zdať, že objav atmosféry nie je až taký výnimočný. Veď atmosféru majú aj planéty v našej Slnečnej sústave. Pri exoplanétach je však situácia úplne iná.

Astronómovia totiž vo väčšine prípadov nevidia samotnú planétu. Je príliš malá a príliš ďaleko. Namiesto priameho pozorovania analyzujú drobné zmeny svetla hviezdy, keď planéta prechádza popred jej disk. Práve počas takéhoto tranzitu časť svetla prechádza cez atmosféru planéty a jednotlivé chemické prvky v nej zanechávajú charakteristický podpis.

Vďaka spektroskopii tak dokážu vedci určiť, aké plyny sa v atmosfére nachádzajú, hoci samotnú planétu prakticky nevidia. Ide o jednu z najnáročnejších disciplín modernej astronómie, pretože zmeny v svetle hviezdy bývajú mimoriadne malé.

ESO

LHS 1140 b patrí medzi favoritov už dlhší čas

Samotná planéta nie je pre vedcov neznámym objektom. Objavená bola už v roku 2017 a odvtedy patrí medzi najzaujímavejších kandidátov na podrobné skúmanie.

Dôvod je jednoduchý. Nachádza sa relatívne blízko Zeme, obieha v obývateľnej zóne svojej hviezdy a zároveň pravidelne prechádza popred jej disk. To umožňuje opakované pozorovania modernými teleskopmi vrátane vesmírneho teleskopu Jamesa Webba.

Práve Webb už v minulosti naznačil, že planéta by mohla obsahovať významné množstvo vody alebo dokonca rozsiahly oceán pokrytý ľadovou kôrou. Tieto scenáre zatiaľ zostávajú predmetom vedeckých diskusií, no nový dôkaz o existencii atmosféry robí z LHS 1140 b ešte zaujímavejší cieľ ďalšieho výskumu.

Atmosféra ešte automaticky neznamená život

Objav atmosféry je dôležitým míľnikom, no vedci zdôrazňujú, že od potvrdenia mimozemského života sme stále veľmi ďaleko. Aj Venuša má hustú atmosféru, napriek tomu na jej povrchu panujú teploty presahujúce 460 °C. Naopak Mars síce atmosféru má, no je veľmi riedka a nedokáže udržať podmienky vhodné pre stabilnú existenciu kvapalnej vody.

Rozhodujúce preto nebude len samotné potvrdenie atmosféry, ale najmä jej chemické zloženie. Astronómovia budú v ďalších rokoch pátrať po stopách vodnej pary, oxidu uhličitého, metánu či ďalších molekúl, ktoré môžu prezradiť, ako planéta funguje.

Skutočným prelomom by bolo objavenie takzvaných biosignatúr – kombinácie plynov, ktorých prítomnosť by bolo veľmi ťažké vysvetliť bez biologických procesov. Takýto dôkaz však zatiaľ nemáme pri žiadnej exoplanéte.

Každý podobný objav skracuje cestu k veľkému cieľu

Ešte pred tromi desaťročiami ľudstvo nepoznalo jedinú planétu obiehajúcu okolo hviezdy podobnej Slnku. Dnes ich evidujeme už tisíce a ďalšie pribúdajú prakticky každý mesiac.

Vývoj je pritom mimoriadne rýchly. Najskôr sa astronómovia naučili planéty objavovať, následne určovať ich veľkosť a hmotnosť. Dnes už dokážu skúmať aj ich atmosféry, čo bolo ešte pred niekoľkými rokmi považované za technologicky takmer nedosiahnuteľný cieľ.

Práve preto odborníci označujú detekciu atmosféry na LHS 1140 b za ďalší významný krok. Nie preto, že by potvrdila existenciu života, ale preto, že rozširuje zoznam svetov, na ktorých môžeme túto otázku v budúcnosti seriózne skúmať.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda