Nová studie reviduje náš obraz nejběžnějších planet v Galaxii

Výzkum vedený Elizou Kemptonovou z University of Chicago zjistil, že některé „mini-neptuny“ mají pravděpodobně pevný povrch, nikoliv roztavené nitro. Nová studie zjistila, že mnoho „mini-neptunů“ – možná nejběžnějších exoplanet v naší Galaxii – je pod takovým tlakem svých těžkých atmosfér, že jejich povrch je pravděpodobně stlačený do pevného stavu.

S rostoucími schopnostmi dalekohledů se ukázalo, že naše Sluneční soustava není jedinou možností: V Galaxii existují miliony dalších planet. Stále ale hledáme vodítka k tomu, jaké doopravdy jsou.

Jednou z hádanek je druh planety, která se zdá být jedním z nejběžnějších typů ve vesmíru. Tyto planety, známé jako „mini-neptuny“, protože jsou o něco menší než Neptun ve Sluneční soustavě, jsou tvořeny směsí hornin a kovů s hustou atmosférou, která je většinou tvořena vodíkem, héliem a možná i vodou. Kupodivu, navzdory jejich hojnosti jinde ve vesmíru, nemají ve Sluneční soustavě obdobu, což jejich populaci dělá poněkud záhadnou.

Nová studie publikovaná 5. listopadu 2025, vedená profesorkou Elizou Kemptonovou z University of Chicago, však dodává našemu dosud nejlepšímu obrazu těchto vzdálených světů nový rozměr. Ačkoliv se dříve předpokládalo, že tyto planety jsou obecně pokryty celoplanetárními oceány roztaveného magmatu, Kemptonová zjistila, že povrchy mnoha z nich mohou být ve skutečnosti pevné.

Stát na těchto planetách by však pro člověka stále nebylo příliš zábavné: Skalnatý povrch je pevný jen proto, že je pod obrovským tlakem husté atmosféry.

„Tohle skutečně převrací paradigma o těchto planetách, což je zajímavé, protože jich je ve vesmíru velké množství,“ řekla Kemptonová. „V podstatě se doslova snažíme pochopit, co tyto objekty jsou, protože v naší Sluneční soustavě neexistují.“

Hmotnost a magma
Ačkoliv víme, že planety mimo Sluneční soustavu – známé jako exoplanety – existují, jsou tak daleko, že i naše nejvýkonnější dalekohledy dokáží zachytit pouze nepřímé signály, jako je pokles světla, když planeta prochází před svou hvězdou.

Vědci však přišli s kreativními způsoby, jak interpretovat data, která máme. Například mohou získat představu o molekulách v atmosférách planet analýzou světla, které jimi prochází, a měřit gravitační vlivy planet na jejich hostitelské hvězdy, aby zjistili jejich hmotnosti. Objev tolika miniaturních neptunů překvapil vědce, kteří je pozorovali u blízkých hvězd, vzhledem k jejich úplné absenci v našem vlastním okolí.

Vzhledem k vysokým teplotám a husté atmosféře se předpokládalo, že tyto planety mají na svém povrchu globální moře roztaveného magmatu, podobné, jako se krátce nacházelo na Zemi. Docent Edwin Kite z University of Chicago dříve předpověděl, že tyto magmatické oceány mohou dokonce začít „požírat“ svou vlastní atmosféru, což omezí, jak velká může planeta vyrůst.

Ale při hlubším zkoumání dat si tým výzkumníků, včetně Kemptonové, tehdejšího studenta Bodieho Brezy, prvního autora článku, a postdoktorandského výzkumníka Matthewa Nixona (nyní postdoktorandského pracovníka 51 Pegasi b na Arizona State University), uvědomil, že příběh by mohl být složitější.

Skupina si poprvé uvědomila potenciální zvrat při analýze planety s názvem GJ 1214 b, která obíhá kolem vzdálené hvězdy v souhvězdí Hadonoše. Nedávná data z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) naznačují, že atmosféra této planety by mohla obsahovat větší molekuly než jednoduchý vodík a hélium, což naznačuje, že atmosféra by byla těžší, než se dříve myslelo – mnohem, mnohem větší než tenká slupka Země.

Tato vrstva těžké atmosféry by vytvořila extrémně vysoké teploty a tlak. Tlak by byl ve skutečnosti tak vysoký, jak naznačují data, že by se hornina znovu změnila z roztaveného magmatu na pevnou horninu – podobně jako se uhlík mění na diamanty hluboko pod zemským povrchem.

Tým překvapeně přemýšlel, co to znamená pro jiné planety. Vytvořením série simulovaných planet s různými podmínkami zjistili, že podstatná část těchto mini-neptunů, o kterých se dříve předpokládalo, že jsou to lávové světy, může ve skutečnosti mít pevný povrch.

„Je to buď, anebo,“ řekla Kemptonová. „Můžete mít scénář, kdy je podlaha láva, nebo pevný povrch, a budete muset vzít v úvahu řadu dalších faktorů týkajících se atmosféry planety, abyste se pokusili zjistit, do kterého režimu spadá.“

Revize příběhu
Tyto mini-planety typu neptunu jsou pro vědce obzvláště zajímavé kvůli jejich samotnému počtu a tomu, co naznačují o tom, jak planety vznikají.

„Než jsme objevili nějaké exoplanety, měli jsme pěkný a úhledný příběh o tom, jak se tvoří sluneční soustavy, založený na tom, jak se formovala ta naše. Mysleli jsme si, že to bude platit i pro jiné planetární soustavy,“ vysvětlil Matthew Nixon. „Když se budeme řídit touto logikou, měly by jiné sluneční soustavy vypadat jako ta naše. Ale nevypadají.“

Vědci proto chtějí pochopit, jak se mini-neptuny tvoří a jak vypadají nyní, aby získali úplnější představu o tom, jak se planety obecně formují. To může mimo jiné vést k hledání obyvatelných planet.

„Vracíme se k otázce, proč jsme tady – jak vznikla Země?“ řekl Nixon. „Toto je pro nás skutečně zásadní prvek k pochopení jak jiných planet, tak i té naší.“

Zdroj: https://news.uchicago.edu/story/new-study-revises-our-picture-most-common-planets-galaxy

autor: František Martinek