Objev v souhvězdí Velryby: Vědci poprvé našli atmosféru na planetě podobné Zemi

Je to opravdu vzrušující zjištění, protože staví tuto planetu do popředí zájmu vědců jako nejzajímavější přirozenou laboratoř pro studium astrobiologie a možnosti existence obyvatelných světů mimo naši sluneční soustavu, komentoval objev Collin Cherubim z Harvardovy univerzity, vedoucí autor studie o přítomnosti atmosféry na této planetě.

Exoplaneta byla objevena už roku 2017 a dostala označení LHS 1140b. Obíhá kolem hvězdy v souhvězdí Velryby, která se nachází 15 parseků (přibližně 48,8 světelného roku) od Země. Zpočátku se vědci domnívali, že jde o typ planety označovaný jako sub-Neptun nebo mini-Neptun, tedy o plynné těleso složením podobné Neptunu, ale menší. Novější měření však prozradila, že LHS 1140b má větší hustotu, a tedy složení podobné spíš Zemi a dalším terestrickým planetám. Je ovšem větší, takže patří do kategorie takzvaných superzemí. Vědci odhadují, že má hmotnost přibližně 5,6krát větší než Země a její poloměr je větší o 70 procent. Konkrétně se má za to, že se pohybuje okolo 10 000 až 11 000 kilo­metrů, zatímco ze školy by si ještě někdo mohl pamatovat, že poloměr Země je 6378 kilometrů.

To jí dává menší hustotu, než má Země, Mars nebo Venuše, proto se někteří planetologové domnívají, že jde o jeden z takzvaných vodních světů, tedy takových, jejichž povrch je celý pokrytý vodou.

Ať už na LHS 1140b šplouchají vlny, nebo se tyčí hory, naděje vzbuzuje především to, že obíhá kolem své hvězdy v takzvané zóně života, tedy tak daleko, že by na povrchu mohla panovat teplota dovolující existenci kapalné vody. Ta ale může být jen tam, kde je hustá atmosféra, protože bez ní se okamžitě promění v páru a unikne do vesmíru. A právě přítomnost atmosféry na LHS 1140b naznačuje nynější objev Cherubimova týmu.

Teleskopy v akci

Pozemská technika zatím není tak pokročilá, aby astronomové mohli pozorovat exoplanety podobné Zemi přímo, natožpak aby viděli jejich povrch nebo studovali složení atmosféry. Používají se proto nepřímé metody. Nejčastěji přítomnost tělesa a některé jeho parametry prozrazuje nepatrný pohyb mateřské hvězdy způsobený gravitačním vlivem obíhající planety nebo nepatrný pokles jasu hvězdy, když se temná planeta pohybuje mezi ní a pozemským teleskopem.

Planetu LHS 1140b vědci objevili pomocí kombinace obou těchto metod během programu MEarth Project, zaměřeného na hledání obyvatelných exoplanet u relativně blízkých hvězd. Používali přitom dvě sady robotických teleskopů, z nichž jedna se nacházela na severní polokouli v USA poblíž arizonského Tucsonu (MEarth-North), zatímco druhá mířila na oblohu z jihoamerického Chile (MEarth-South). Každou z nich tvořilo osm propojených teleskopů. Díky tomu jejich společný optický výkon odpovídal jednomu mnohem většímu (a především dražšímu) přístroji. Během let 2015 až 2017 se tak podařilo najít několik superzemí a mini-Neptunů obíhajících v obyvatelné zóně.

Pátrání po znacích atmosféry na potenciálně obyvatelných exoplanetách typu superzemě však vyžadovalo víc. Tým Collina Cherubima proto použil teleskop Magellan Clay, nacházející se v chilské observatoři Las Campas. I v tomto případě se jedná o baterii dalekohledů, stejně jako v projektu MEarth, ale na rozdíl od jejich objektivů s průměrem jen 40 centi­metrů v tomto případě jde o spřaženou dvojici obrů se zrcadlovými objektivy o průměru 6,5 metru.

Ingredience pro život

Cherubimův tým přístroj použil k pozorování mateřské hvězdy planety LHS 1140b dvakrát; jednou roku 2024 a podruhé o rok později. Pokaždé přitom 6,5 hodiny měřil změnu světelného spektra v oblasti blízké infračervenému světlu, když planeta po dobu 39 minut přecházela mezi diskem své hvězdy a Zemí. Měření prozradilo, že ze svrchních vrstev atmosféry uniká hélium.