Webbův teleskop si získal srdce veřejnosti překrásnými fotkami vesmíru. I pro vědce mají fotografie velký význam, ale možná ještě důležitější jsou spektrální měření, díky kterým se dozvíme chemické složení vzdálených světů. Dnešní téma věnujeme takovému případu, který na první pohled vypadá jen jako graf. Jak si ale ukážeme, obsah tohoto grafu je velmi zajímavý. Teleskop Jamese Webba totiž v rámci tohoto pozorování obrátil svůj zrak k exoplanetě K2-18 b, která je 8,6× hmotnější než Země. Jeho spektrální měření potvrdila přítomnost uhlíkatých molekul – například oxidu uhličitého a metanu. Aktuální objev podporuje nedávné studie, podle kterých by K2-18 b mohla mít atmosféru bohatou na vodík a povrch pokrytý vodním oceánem, což se označuje jako Hycean.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
První náhled do atmosféry této exoplanety, která obíhá svou hvězdu v tzv. obyvatelné zóně, pochází od Hubbleova teleskopu, což podnítilo další studie, díky kterým jsme postupně změnili naše chápání tohoto systému. Exoplaneta K2-18 b obíhá chladnou trpasličí hvězdu K2-18 ze souhvězdí Lva vzdálenou od Země 120 světlených let. Exoplanety jako K2-18 b, jejichž velikost je někde mezi Zemí a Neptunem, se nepodobají ničemu, co známe ze Sluneční soustavy. Nedostatek podobných blízkých planet způsobuje, že těmto „sub-Neptunům“ rozumíme jen málo a podstata jejich atmosfér je předmětem aktivních debat mezi astronomy.
Domněnka, že by „sub-Neptun“ K2-18 b mohl být exoplanetou typu Hycean, je lákavá, jelikož podle některých astronomů by tyto světy mohly být slibným prostředím pro hledání důkazů o existenci života na exoplanetách. „Naše poznatky podtrhují důležitost zvážení odlišných obyvatelných prostředí při hledání života,“ vysvětluje Nikku Madhusudhan, astronom z University of Cambridge a hlavní autor vědeckého článku, který informoval o objevu a dodává: „Pátrání po životě na exoplanetách se tradičně zaměřuje na menší kamenné planety, ale větší světy typu Hycean jsou mnohem příhodnější pro pozorování atmosféry.“
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/
Hojné zastoupení metanu a oxidu uhličitého spolu s nedostatkem čpavku podporuje teorii, že by se na exoplanetě K2-18 b mohl nacházet vodní oceán pod atmosférou bohatou na vodík. Tato prvotní pozorování z Webbova teleskopu poskytla ještě jedno velmi zajímavé pozorování. Ve spektrální analýze byly pravděpodobně objeveny stopy sloučeniny, které se říká dimetylsulfid (DMS). Tato molekula je velmi zajímavá tím, že na Zemi ji vytváří pouze živé organismy. Většinu DMS na Zemi vytvořil fytoplankton žijící v oceánu. Jedním dechem je nutné dodat, že spektrální stopa DMS v měření je méně výrazná a vyžaduje další potvrzení. „Nadcházející pozorování Webbovým teleskopem by měla potvrdit, zda se v atmosféře K2-18 b opravdu nachází DMS ve významnějším množství,“ doplňuje Madhusudhan.
Ačkoliv K2-18 b leží v obyvatelné zóně a její atmosféra obsahuje uhlíkové molekuly, nemusí to nutně znamenat, že tento svět může být příhodný pro život. Velké rozměry této planety (2,6× větší poloměr než Země) znamenají, že útroby planety pravděpodobně tvoří velký plášť z ledu pod vysokým tlakem, jaký známe od Neptunu, ovšem s tenčí atmosférou bohatou na vodík a vodním povrchem. Ovšem zatím nemůžeme vyloučit ani možnost, že je tento oceán příliš horký na to, aby mohl hostit život. Reálná je také možnost, že zdejší podmínky ani neumožní existenci kapalné vody.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„Ačkoliv planety tohoto typu ve Sluneční soustavě neexistují, sub-Neptuny jsou nejzastoupenějším typem exoplanet, jaké v naší galaxii známe,“ vysvětluje člen vědeckého týmu, Subhajit Sarkar z Cardiff University a dodává: „Získali jsme zatím vůbec nejdetailnější spektrum sub-Neptunu v obyvatelné zóně a díky tomu jsme mohli určit, jaké molekuly existují v tamní atmosféře.“ Charakteristika atmosfér exoplanet jako je K2-18 b, tedy identifikace chemického složení tamních plynů a jejich fyzikálních vlastností, je v astronomii velmi aktivním oborem. Jenže tyto planety se doslova utápí v záři jejich mateřských hvězd, což pozorování atmosfér těchto exoplanet velmi výrazně komplikuje.
Zdroj: http://www.esa.int
Vědci se proto této technologické výzvě vyhnuli tím, že analyzovali světlo z mateřské hvězdy v době, kdy exoplaneta K2-18 b přecházela z našeho pohledu přes kotouč své hvězdy. Během tohoto tranzitu exoplaneta svou hvězdu lehce zastíní, čímž poklesne její jas. Ostatně takto byla tato exoplaneta v roce 2015 objevena pomocí teleskopu Kepler v rámci jeho nadstavbové mise K2. To ale také znamená, že během tranzitu část světla hvězdy prochází skrz atmosféru planety, než se dostane k detektorům teleskopu. Právě průchod světla skrz atmosféru exoplanety na něm zanechá spektrální stopy – některé vlnové délky jsou pohlceny molekulami v atmosféře a jejich nepřítomnost v měření tak umožní astronomům určit, jaké plyny se v atmosféře nacházejí.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/
„Tyto výsledky byly možné jen díky rozšířenému rozsahu vlnových délek a bezkonkurenční citlivosti Webbova teleskopu, který umožnil jasnou detekci spektrálních stop během pouhých dvou tranzitů,“ uvádí Madhusudhan a dodává: „Pro srovnání – data z jediného tranzitu pořízená Webbovým teleskopem poskytla srovnatelnou přesnost jako osm pozorování provedených během několika let a v relativně úzkém rozsahu vlnových délek.“ Výjimečnost pozorování potvrzuje také Savvas Constantinou z University of Cambridge, který je čelenem vědeckého týmu: „Výsledky jsou produktem pouhých dvou tranzitů K2-18 b, přičemž mnoho dalších ještě přijde. To znamená, že naše práce je zatím jen ukázkou toho, co Webbův teleskop dokáže pozorovat u exoplanet v obyvatelné zóně.“
Výsledky sepsané vědeckým týmem byly přijaty k publikaci v odborném časopisu The Astrophysical Journal Letters. Experti z tohoto týmu nyní chtějí provést navazující spektrální měření přístrojem MIRI, který by měl podle jejich očekávání poskytnout nový pohled na podmínky panující na exoplanetě K2-18 b. „Naším hlavním cílem je objev života na obyvatelné planetě, což by změnilo naše vnímání naší pozice ve vesmíru,“ uzavírá Madhusudhan a dodává: „Naše objevy jsou nadějným krokem vstříc lepšímu pochopení světů typu Hycean.“
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://solarsystem.nasa.gov/…/JWST_Illustration-1280.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01h9r8aek6y7qr03mgn9v9p6zj.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Dimethyl-sulfide-3D-vdW.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01h9rf3tqe6xa9x01kxxj351z6.png
http://www.esa.int/…/JWST_s_Near_InfraRed_Spectrograph_NIRSpec.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/JWST_FGS_ETU_picture.jpg
Hodně zajímavý objev. V The Habitable Exoplanets Catalog se asi kvůli své velikosti nedostane mezi 24 objektů konzervativní skupiny potenciálně obyvatelných exoplanet, ale do té druhé (optimistické) skupiny by se dostat měla. Jsem moc zvědav na další data. A Hycean je pěkné slovo a pro mě nová kategorie 🙂 Možná by se mělo začít uvažovat o pojmenovávání některých potvrzených velmi nadějných exoplanet. Stávající názvy jsou sice logické, ale pro širší veřejnost o ničem.
Hycean mne taky zaujal. Pokud bychom zkusili vytvořit český název podle stejného klíče jako angličtina (HYdrogen + OCEAN), vzniklo by nám slovo Voceán (VOdík + OCEÁN), které jako kdyby vypadlo z přípražského nářečí. 🙂
Jo, tak to je pěkný postřeh. Vopravdu 🙂
Definici ideálních podmínek pro život asi nikdy nepochopím a nepřijmu.
Proč hledat život jen na bázi uhlíku, výhradně na kamenných planetách velikosti země, s kyslíkovou atmosférou a tekutou vodou ??
Vždyť základním kamenem života může být i jiný prvek než Uhlík,
Tyto živé organismy nemusejí dýchat kyslík ale jiný plyn který je pro nás třeba toxický, a třeba ani nepotřebují vodu ve skupenství které je pro nás ideální, třeba vůbec nepotřebují vodu a v organismu jim koluje jiná kapalina, proč se hledá život v obyvatelném pásu hvězdy,
Vždyť i na Zemi existuje život ve vařících se pramenech vody dokonce i na nejsušších místech planety, v toxických jezerech, dokonce byl nalezen prosperující „bakteriální“ život provrtávajicí si cestičky ledem.
Definice a podmínky života jsou hodně úzké a myslím že kdyby se rozšířilo sledování, už by jsme ten mimozemský život dávno našli,
Ale NE! My budeme hledat jen kamene planety v rozmezí 0,5-3 nasobek Země s kyslíkem a v obyvatelném pásu hvězdy
Nemáme valné schopnosti detekovat u jiných hvězd ani život, jehož signatury známe dokonale, natož nějaký bizarní. Zaměření na obyvatelnou zónu a typ exoplanety je podle mě jediný smysluplný postup. Určitě bych netrval na hledání křemičité formy života.
Ovšem i kdybychom život našli, tak mezihvězdná propast je nepřekonatelná a tak to i zůstane další stovky let, pokud se nevynalezne nějaký revoluční pohon nebo metoda ohýbat prostor (což se v podstatě taky dá označit za typ pohonu). Takže pokud případný život nebude inteligentní a nepokecáme si pomocí radiových vln, tak to prostě skončí akademickými debatami. To však nic nemění na tom, že si takový objev hodně přeju. Už jen to vědomí, že na planetě XY existuje nějaká fauna nebo flora, by bylo úžasné.
Detekovat život u jiných hvězd ?
na základě čeho? že zachytíme v atmosféře sloučeniny které umí vyrobit jen námi známí život ? Tak v tom případě s vámi souhlasím a bude to trvat hodně dlouho než se trefíme a ve spektrální analýze nějaké planety XYZ se něco objeví .
Místo toho bych rozšířil okruh hledání uvolněním našich parametrů pro život,
a naopak bych soustředil a zintenzivnil prohledávání jen blízkých hvězd a sledoval radiové spektrum jestli zde něco nevyskočí,
tak by byla aspoň šance že potenciální život bude ještě existovat a nevyhnul nebo se sám nezničil a šlo by s ním relativně i komunikovat, i když taková komunikace na jednu zprávu by trvala i celou dekádu ale pořád lepší než zachytit zprávu od mimozemské civilizace vzdálené 1,000,000 let která už nejspíš nebude existovat