JWST odhalil planetu s obrovským oceánem magmatu

Astronomové objevili bizarní exoplanetu s obrovským podpovrchovým oceánem magmatu, který zachycuje síru a může představovat zcela novou třídu světů. Tým vědců vedený výzkumníky z University of Oxford odhalil důkazy o dříve neznámém typu planety za hranicemi naší Sluneční soustavy. Zdá se, že tento neobvyklý svět obsahuje obrovské množství síry hluboko pod svým povrchem uvnitř permanentního oceánu roztavené horniny. Výzkum popisující tento objev byl 16. března 2026 publikován v časopise Nature Astronomy.

Planeta se nazývá L 98-59 d. Obíhá kolem malé červené hvězdy vzdálené od Země asi 35 světelných let. Pozorování z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) spolu s daty z pozemních observatoří odhalila něco neočekávaného. Přestože je planeta asi 1,6krát větší než Země, má neobvykle nízkou hustotu a její atmosféra obsahuje velké množství sirovodíku.

Podivná exoplaneta, která neodpovídá žádné známé kategorii
Doposud by astronomové planetu jako L 98-59 d klasifikovali dvěma způsoby. Buď by mohla být považována za skalnatého „plynného trpaslíka“ s atmosférou bohatou na vodík nebo za svět bohatý na vodu, kterému dominují hluboké oceány a led.

Nový výzkum však naznačuje, že L 98-59 d neodpovídá žádné z těchto kategorií. Místo toho se zdá, že planeta patří do zcela jiné třídy světů, v níž dominují těžké sloučeniny síry.

Planeta s rozlehlým magmatickým oceánem
Aby lépe porozuměli planetě, vědci z University of Oxford, University of Groningen, University of Leeds a ETH Zurich, použili sofistikované počítačové simulace k vysledování jejího vývoje od krátkého období po jejím vzniku až do současnosti, pokrývajícího téměř pět miliard let.

Kombinací dat z dalekohledů s detailními modely planetárních niter a atmosfér vědci zrekonstruovali, co se pravděpodobně děje hluboko pod povrchem planety.

Jejich analýza naznačuje, že plášť planety L 98-59 d je pravděpodobně tvořen roztavenou silikátovou horninou, podobnou lávě na Zemi. Pod povrchem se nachází globální magmatický oceán táhnoucí se tisíce kilometrů hluboko. Tento masivní rezervoár roztavené horniny umožňoval planetě ukládat v jejím nitru obrovské množství síry v průběhu geologických časových horizontů.

Magmatický oceán také pomáhá udržovat hustou atmosféru bohatou na vodík a plyny obsahující síru, jako je sirovodík (H2S). Za normálních okolností by záření z hostitelské hvězdy tyto plyny postupně odnášelo do vesmíru v důsledku rentgenového záření.

Chemické výměny mezi atmosférou a nitrem
Po miliardy let interakce mezi roztaveným nitrem planety a její atmosférou formovaly chemická data, která vědci dnes detekují. Tyto procesy pomáhají vysvětlit neobvyklé složení atmosféry pozorované na L 98-59 d.

Vědci se domnívají, že tento svět by mohl představovat první identifikovaný příklad větší skupiny planet bohatých na plyn a síru, které si udržují dlouhotrvající magmatické oceány. Pokud je tato myšlenka správná, naznačovalo by to, že planety v celé Galaxii mohou být mnohem rozmanitější, než se vědci dříve domnívali.

Vedoucí autor studie Harrison Nicholls (Katedra fyziky, Oxfordská univerzita) řekl: „Tento objev naznačuje, že kategorie, které astronomové v současnosti používají k popisu malých planet, mohou být příliš jednoduché. I když je nepravděpodobné, že by tato roztavená planeta podporovala život, odráží širokou rozmanitost světů, které existují mimo Sluneční soustavu. Můžeme se pak ptát: jaké další typy planet čekají na odhalení?“

Jak síra formuje atmosféru planety
Pozorování z JWST v roce 2024 odhalila oxid siřičitý a další plyny obsahující síru vysoko v horních vrstvách atmosféry planety L 98-59 d. Podle modelů týmu se tyto plyny mohou tvořit, když ultrafialové záření z hostitelské hvězdy, červeného trpaslíka L 98-59, vyvolává chemické reakce v atmosféře.

Magmatický oceán pod povrchem mezitím funguje jako obrovský systém pro ukládání těkavých chemikálií. Tyto plyny dokáže absorbovat a uvolňovat po miliardy let od vzniku planety. Tato interakce mezi hlubokým vnitřním ukládáním a ultrafialovým zářením řízenou atmosférickou chemií pomáhá vysvětlit neobvyklé vlastnosti, které vědci pozorují.

Simulace také naznačují, že L 98-59 d vznikla s velkým množstvím těkavých látek a mohla kdysi připomínat větší planetu subneptunského typu. Postupem času se planeta postupně ochladila a ztratila část své atmosféry, což způsobilo její zmenšení.

Vědci poznamenávají, že magmatické oceány jsou považovány za počáteční stav všech skalnatých planet (včetně Země a Marsu). Studium magmatických oceánů na vzdálených planetách proto může poskytnout vodítka o nejranějších fázích historie naší vlastní planety.

Rekonstrukce historie vzdálených světů
Spoluautor studie, profesor Raymond Pierrehumbert (Katedra fyziky, Oxfordská univerzita), řekl: „Vzrušující je, že můžeme pomocí počítačových modelů odhalit skryté nitro planety, kterou nikdy nenavštívíme. Ačkoliv astronomové mohou měřit velikost, hmotnost a složení atmosféry planety pouze z dálky, tento výzkum ukazuje, že je možné rekonstruovat hlubokou minulost těchto cizích světů – a objevit typy planet, které v naší Sluneční soustavě nemají ekvivalent.“

Nová pozorování z JWST již poskytují rostoucí proud dat a očekává se, že budoucí mise, včetně družic Ariel a PLATO, přinesou ještě podrobnější měření.

Výzkumný tým plánuje aplikovat své simulace na tato nadcházející pozorování pomocí technik strojového učení. Jejich cílem je zmapovat širokou škálu planetárních typů mimo Sluneční soustavu a propojit tyto světy s jejich ranou historií. Pochopení toho, jak se planety formují a vyvíjejí, by mohlo vědcům také pomoci určit, která prostředí by mohla být schopna podporovat život.

Richard Chatterjee (University of Leeds/University of Oxford) řekl: „Naše počítačové modely simulují různé planetární procesy, což nám efektivně umožňuje vrátit čas a pochopit, jak se tato neobvyklá skalnatá exoplaneta L 98-59 d vyvinula. Zdá se, že hlavní roli zde hraje sirovodík, zodpovědný za zápach zkažených vajec. Ale jako vždy je k pochopení této a dalších podobných planet zapotřebí dalších pozorování. Nový výzkum by mohl ukázat, že planety s poměrně štiplavým zápachem jsou překvapivě běžné.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/webb-telescope-reveals-a-bizarre-planet-with-a-giant-ocean-of-magma-just-35-light-years-away/

autor: František Martinek