Exoplanety podobné Zemi. Kredit: NASA.

Dnes již víme, že vesmír kolem nás, přinejmenším v Mléčné dráze, je plný planet. A v mnoha případech to jsou terestrické exoplanety, víceméně podobné Zemi. Když jde o planety, jejichž velikost je oproti Zemi dvojnásobná až čtyřnásobná, tak jsou pravděpodobně tvořeny především vodou. To je závěr nedávného výzkumu, který jeho autoři prezentovali na výroční Goldschmidtově konferenci americké Geochemické společnosti v Bostonu.

Li Zeng. Kredit: Harvard University.

Když astronomové na počátku devadesátých let potvrdili, že skutečně existují planety u cizích hvězd, tak se ihned začali zajímat o to, z čeho se takové planety skládají. Stěžejním cílem takových snah samozřejmě bylo zjistit, jestli jsou exoplanety vhodné pro existenci života pozemského typu. Dlouho jsme na podobné odpovědi neměli dostatečně výkonné přístroje. V éře lovce exoplanet teleskopu Kepler a galaktické observatoře Gaia to je ale už jiné.

Sara Seager. Kredit: MIT.

Li Zeng z Harvardu a jeho spolupracovníci analyzovala data Keplera a Gaia, a dospěli k závěru, že mnoho ze známých exoplanet může obsahovat až 50 procent vody. To je naprosto gigantické množství oproti Zemi, která navzdory lákavě modré barvě obsahuje pouhé 2 setiny procenta hmoty v podobě vody. Pro Zengův tým to bylo velikým překvapením. Jestli mají pravdu, tak žijeme v galaxii vodních světů.

Badatelé vzali údaje o hmotnosti exoplanet a propojili je s daty o jejich rozměrech, která nedávno získala observatoř Gaia. Takto se dostali k modelům vnitřní struktury studovaných exoplanet. Jejich modely ukazují, že planety o průměru 1,5 násobku naší Země jsou obvykle kamenné planety, typicky o hmotnosti pěti Zemí. A planety o průměru 2,5 násobku Země, jejichž hmotnost se pohybuje kolem 10 Zemí, jsou podle jejich modelů vodní světy.

Evropská observatoř Gaia. Kredit: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier.

Podle Zenga ale nejde přímo o takové vodní světy, jaké jsme si vysnili ve sci-fi příbězích. Jsou to spíše parní světy, jejichž povrchová teplota se pohybuje mezi 200 až 500 stupni Celsia. Povrch takových planet je tudíž obalený horkou párou, pod kterou je vrstva kapalné vody. Kdybychom se na takové planetě vydali do hlubin, tak narazíme na pozoruhodné ledy vytvořené extrémními tlaky, a nakonec na kamenné jádro planety.

Výsledky Zengova týmu naznačují, že asi 35 procent ze všech známých exoplanet, které jsou větší než Země (tedy téměř ze všech), jsou vodní světy. Během vývoje planetárních soustav takové planety vznikají podobně, jako jádra plynných obrů, které známe ze Sluneční soustavy. Nedávno zahájená mise TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) by měla nalézt mnohem více takových světů, takže je budeme moci důkladně prozkoumat. Až se do vesmíru dostane teleskop James Webba, tedy jestli vůbec někdy, tak se jim rovněž podívá na zoubek.

Vědecká ředitelka mise TESS je nadšená představou, že exoplanety o něco větší, než je naše Země, mohou být vodními světy s ohromnou spoustou vody. Pevně doufá, že pozorování takových planet v blízké budoucnosti ukáže, jestli jsou obalené hustou vrstvou vodní páry, čímž by se prozradily jako vodní světy. Anebo se dozvíme, že to vodní světy nejsou. Planetární vědci se teď určitě nebudou nudit.

Video:  Sara Seager: "Mapping Nearby Stars for Habitable Exoplanets" | Talks at Google

Literatura
Phys.org 17. 8. 2018, Goldschmidt Conference.