Jak ukazují planety naší Sluneční soustavy, pochopení sluneční dynamiky systému je zásadním aspektem určování obyvatelnosti. Díky svému ochrannému magnetickému poli si Země po miliardy let udržuje nadýchanou atmosféru, která zajišťuje stabilní klima pro vývoj života. Naproti tomu jiné kamenné planety, které obíhají kolem našeho Slunce, jsou buď bez vzduchu, mají super hustou (Venuše) nebo velmi tenké atmosféry (Mars) kvůli jejich interakcím se Sluncem.
V posledních letech astronomové hledali stejný proces při studiu extrasolárních planet. Například mezinárodní tým astronomů pod vedením National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) nedávno provedl následné sledování pozorování dvou super-zemí které obíhají velmi blízko svých příslušných hvězd. Tyto planety, které nemají tlustou prvotní atmosféru, představují šanci prozkoumat vývoj atmosfér na horkých kamenných planetách.
Studie, která popsala jejich zjištění, která byla nedávno zveřejněna v The Astrophysical Journal , vedl Dr. Teruyuki Hirano z NAOJ a Absolventská univerzita pro pokročilá studia (SOKENDAI) v Tokiu, Japonsko. Připojili se k němu badatelé z Astrofyzikální institut Kanárských ostrovů (IAC), Institut SETI ve výzkumném středisku NASA Ames Research Center Harvard-Smithsonovo centrum pro astrofyziku (CfA), Tokijská univerzita a mnoho dalších institutů.
Umělecký dojem ze Super-Earths TOI-1634b a TOI-1685b. Zdroj: NASA Exoplanet Catalog
Dr. Hirano a jeho tým vybrali dvě planety původně identifikované NASA Průzkumná kosmická loď Transiting Exoplanet (TESS) – TOI-1634b a TOI-1685b . Tyto dvě planety Super-Země, které obíhají kolem hvězd typu M (červený trpaslík), které se nacházejí asi 114 a 122 světelných let daleko (v tomto pořadí) v souhvězdí Persea. Pomocí infračerveného dopplerovského (IRD) spektrografu namontovaného na 8,5m (~28 stop) dalekohledu Subaru tým provedl několik potvrzení o těchto dvou skalních exoplanetách.
Pro začátek Dr. Hirano a jeho kolegové potvrdili, že kandidáty jsou skalnaté superzemě, které měří 1,7 a 1,79 zemského poloměru a jsou 4,91 a 3,78krát hmotnější. Potvrdili také, že mají ultrakrátké oběžné doby, které zaberou 24 a méně než 17 hodin, než dokončí jeden oběh kolem svých hvězd. To dělá TOI-1634b jednou z největších a nejhmotnějších ultrakrátkoperiodických skalních exoplanet, které byly dosud potvrzeny.
Ale co je nejdůležitější, spektra, která získali, poskytla pohled na vnitřní a atmosférické struktury těchto planet. Zjistili, že jsou „holé“, což znamená, že postrádají prvotní vodík-heliovou atmosféru, podobnou té, kterou měla Země před miliardami let. S největší pravděpodobností je to důsledek blízkosti planet s jejich hostitelskými hvězdami, které jsou náchylné k aktivitě erupcí.
Kromě toho „holá“ povaha těchto kamenných planet zvyšuje možnost vzniku sekundární atmosféry způsobené vulkanickým uvolňováním plynu. To je také to, co se stalo na Zemi miliardy ca. Před 2,5 miliardami let, což vedlo k přechodu Země z vodíkovo-heliové atmosféry na atmosféru složenou převážně z oxidu uhličitého, oxidu siřičitého a dalších plynů, které vznikly uvnitř naší planety.
Obraz tohoto umělce ukazuje planetu Proxima b obíhající kolem červeného trpaslíka Proxima Centauri, hvězdy nejbližší Sluneční soustavě. Kredit: ESO/M. Kornmesser
Proto jsou tyto planety hlavní příležitostí pro studium toho, jak se vyvíjejí atmosféry na kamenných planetách, zejména těch, které obíhají kolem červených trpaslíků. Navíc skutečnost, že tyto planety jsou „holé“, znamená, že astronomové budou moci testovat teorie týkající se kamenných planet, které obíhají blízko červených trpaslíků. Ve srovnání se žlutými trpaslíky typu G (jako je Slunce) jsou červení trpaslíci známí tím, že jsou proměnliví a náchylní k vzplanutí.
Vzhledem k tomu, že kamenné planety, které obíhají v obyvatelné zóně červeného trpaslíka, jsou pravděpodobně slapově uzamčeny (s jednou stranou neustále obrácenou ke hvězdě), astronomové jsou přirozeně zvědaví, zda dokážou udržet svou atmosféru po dlouhou dobu. Červení trpaslíci tvoří odhadem 75 % hvězd v Mléčné dráze a v systémech červených trpaslíků bylo nalezeno mnoho kamenných planet (včetně Proximy b, která obíhá nejbližší hvězdu k naší vlastní).
Ze všech těchto důvodů by studium těchto exoplanet mohlo mít významné důsledky při hledání mimozemského života. Zároveň to astronomům pomůže dozvědět se více o tom, jak se tato konkrétní třída planet (Super-Země) formuje a vyvíjí. 'Náš projekt intenzivního sledování planetárních kandidátů identifikovaných pomocí TESS pomocí dalekohledu Subaru stále probíhá a v příštích několika letech bude potvrzeno mnoho neobvyklých planet,' řekl Dr. Hirano.
V blízké budoucnosti budou možná další pozorování pomocí dalekohledů nové generace, včetněVesmírný dalekohled Jamese Webba(JWST). Spolu s několika pozemními observatořemi budou mít astronomové potřebné přístroje k detekci a charakterizaci atmosféry těchto planet.
Další čtení: Teleskop Subaru , The Astronomical Journal
