Webbův teleskop odhalil první stopy potenciálně obyvatelného světa

Exoplaneta TRAPPIST-1 e nevykazuje žádné známky své prvotní atmosféry, ale náznaky sekundární atmosféry přetrvávají. Kapalná voda by stále mohla být možná. Astrofyzikové z univerzity v Bristolu přispívají k novým poznatkům o exoplanetě velikosti Země, která se nachází 40 světelných let daleko a kde by kapalná voda mohla existovat buď jako rozlehlý oceán, nebo jako ledový povrch.

Takové podmínky by byly možné pouze tehdy, pokud by si planeta zachovala atmosféru – což je ústřední otázka, na kterou se vědci snaží odpovědět, nyní s větší přesností a pomocí nejvýkonnějšího dostupného vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST). Prostřednictvím teleskopu vědci pokročili v tomto výzkumu v rámci rozsáhlé mezinárodní spolupráce studující povrch i potenciální atmosféru planety TRAPPIST-1 e, často označované jednoduše jako planeta E, která obíhá v obyvatelné zóně červeného trpaslíka TRAPPIST-1.

Proč je planeta E významná
Exoplanety jsou rozmanité světy obíhající kolem hvězd mimo naši Sluneční soustavu. Planeta E je obzvláště zajímavá, protože teoreticky by kapalná voda mohla na jejím povrchu zůstat stabilní, pokud teplota není ani příliš vysoká, ani příliš nízká. Tato rovnováha však zcela závisí na přítomnosti atmosféry.

Aby to vědci prozkoumali, použili pokročilý přístroj NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) na palubě JWST během tranzitu planety E před kotoučkem své hvězdy. Jak hvězdné světlo prochází skrz přítomnou atmosféru planety, některé vlnové délky jsou absorbovány, což vytváří měřitelné poklesy ve spektru zachyceném JWST. Každý tranzit poskytuje více dat a postupně odhaluje, které chemické sloučeniny by mohly existovat v atmosféře planety.

První výsledky, publikované 8. září 2025 ve dvou vědeckých článcích v časopise Astrophysical Journal Letters, naznačují několik potenciálních scénářů, včetně možnosti existence atmosféry.

Hannah Wakefordová, docentka astrofyziky na Bristolské univerzitě, je přední členkou týmu JWST Transiting Exoplanet a pomohla navrhnout pozorovací uspořádání teleskopu, aby vědci získali důležitá data.

Wakefordová uvedla: „To, co jsme s JWST zjistili v těchto prvních čtyřech pozorováních, pomáhá zpřesnit dřívější měření Hubbleova teleskopu a odhaluje, že by nyní mohly existovat náznaky atmosféry, ale zatím nemůžeme vyloučit možnost, že tam není nic, co by bylo možné detekovat.“

„Přístroje JWST detekující infračervené záření poskytují nebývalé detaily a pomáhají nám mnohem lépe pochopit, co určuje atmosféru a povrchové prostředí planety a z čeho se skládá. Je neuvěřitelně vzrušující odhalovat oponu těchto fascinujících jiných světů a měřit detaily hvězdného světla kolem planet velikosti Země, abychom zjistili, jaké by to mohlo být a zda by na nich mohl být možný život. Pečlivým procesem eliminace a srovnávání odhalujeme skvělé nové poznatky,“ doplňuje Hannah Wakefordová.

Vyloučení prvotního vodíku
Ačkoliv je pro planetu E stále možné několik pravděpodobných výsledků, vědci si jsou jisti, že si již nezachovává atmosféru, se kterou se původně zformovala.

Spoluautor obou studií David Grant, bývalý vedoucí výzkumný pracovník na univerzitě v Bristolu, vysvětlil: „Zjištění také dále vylučují přítomnost prvotní atmosféry založené na vodíku. Jedná se o plynný obal, obsahující převážně vodík, který obklopoval planetu v raných fázích jejího formování. Předpokládá se, že takové atmosféry jsou běžné jak pro obří planety, tak pro terestrické planety v rané Sluneční soustavě.“

Wakefordová dodala: „Vzhledem k tomu, že TRAPPIST-1 je velmi aktivní hvězda s častými vzplanutími, není divu, že jakákoliv vodíko-heliová atmosféra, která planetu mohla obklopovat, byla stržena hvězdným zářením. Mnoho planet, včetně Země, si po ztrátě své primární atmosféry vybuduje těžší sekundární atmosféru. Je možné, že planeta E to nikdy nedokázala a sekundární atmosféru nemá, ale je zde stejná šance, že nějaká existuje.“

Sekundární atmosféra a skleníkový efekt
Přítomnost sekundární atmosféry znamená, že na povrchu by mohla existovat i kapalná voda, a pokud by tomu tak bylo, vědci se domnívají, že by to bylo doprovázeno skleníkovým efektem, podobným efektu na planetě Zemi, kdy různé plyny, zejména oxid uhličitý, udržují atmosféru stabilní a planetu teplou.

Druhý článek podrobně popisuje práci na teoretické interpretaci a hlavní autorka Ana Gliddenová, postdoktorandka na Massachusetts Institute of Technology (MIT), vysvětlila: „Je nepravděpodobné, že by atmosféra planety E byla ovládána oxidem uhličitým, jako je tomu v husté atmosféře Venuše a řídké atmosféře Marsu. Je však také důležité poznamenat, že neexistují žádné přímé paralely s naší Sluneční soustavou. TRAPPIST-1 je velmi odlišná hvězda od našeho Slunce a planetární systém kolem ní je také odlišný.“

Wakefordová dodala: „Malý skleníkový efekt může mít velký dopad a nová měření nevylučují dostatek oxidu uhličitého k udržení kapalné vody na povrchu. Kapalná voda by mohla mít podobu globálního oceánu nebo pokrývat menší oblast planety, kde hvězda je neustále nad obzorem, obklopenou ledem. To by bylo možné, protože vzhledem k velikosti planet a jejich blízkým oběžným drahám u jejich hvězdy jsou všechny slapově vázány, přičemž jedna strana je vždy otočena ke hvězdě a druhá strana je v neustálé tmě.“

Další kroky v pozorováních
Další kroky ve výzkumu budou zahrnovat nové detailní pozorování a porovnání dat z jiné exoplanety – TRAPPIST-1 b – obíhající nejblíže hvězdě TRAPPIST-1, aby se dosáhlo dalších odhalení.

Jeden z hlavních vědců výzkumného týmu zaměřeného na TRAPPIST-1 e, Néstor Espinoza, astronom a vědecký pracovník pro exoplanetární vědu ve Space Telescope Science Institute (STScI) v Baltimore v Marylandu, řekl: „Přístroje Webbova teleskopu nám poskytují více detailů, než k jakým jsme kdy měli přístup, a první čtyři pozorování planety E, která jsme byli schopni provést, nám ukazují, s čím budeme muset pracovat, až dorazí zbytek informací.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/a-new-hope-for-life-webb-telescope-reveals-first-clues-from-potentially-habitable-world/

autor: František Martinek