Czy zdarzyło wam się kiedyś narzekać na zimną wodę w naszym polskim Bałtyku? jeśli tak, to z pewnością nowo odkryta egzoplaneta TOI – 270 d przypadłaby wam do gustu. A dlaczego? Otóż jak sugerują astronomowie, posiada ona globalny ocean wrzącej wody.
Od początku swojego istnienia, ludzkość wiedziała o istnieniu tylko niewielkiej liczby planet, czyli o tych, w obrębie naszego Układu Słonecznego. Jeszcze nieco ponad trzydzieści lat temu, nie znaliśmy żadnej innej planety poza tymi krążącymi wokół Słońca. A teraz, zaledwie trzy dekady później, liczba znanych egzoplanet przekroczyła już pięć i pół tysiąca. Wszystko zmieniło się w roku tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiątym drugim za sprawą przełomowego odkrycia dwóch astronomów, Aleksandra Wolszczana oraz kanadyjczyk Dale’a Fraila, którzy opublikowali pracę naukową potwierdzającą odkrycie pierwszej, a w zasadzie to trzech pierwszych planet znajdujących się poza Układem Słonecznym i krążących wokół innej gwiazdy.
Najnowsze filmy
Zauważyli oni, że ruch pulsara PSR 1257+12 jest zakłócony w niespotykany dotąd sposób. Po analizie danych wysnuli hipotezę, że zaburzenia muszą być wywoływane wywoływane przez planety okrążające pulsar. Nie znano wtedy jeszcz żadnych innych planet poza tymi w naszym Układzie Słonecznym, dlatego też sądzono, że planety mogą krążyć tylko wokół gwiazd ciągu głównego i nie ma możliwości żeby mogły istnieć na orbicie pulsara. Opierano się na założeniu, że supernowa, w efekcie której powstaje pulsar powinna spowodować zniszczenie jakichkolwiek planet znajdujących się w pobliżu. Z góry więc uznano, że musi to być błąd w obliczeniach, albo zwyczajnie mamy tu do czynienia z czymś innym niż planety. Po dokładniejszych analizach okazało się jednak, że Wolszczan i Frail mieli rację, a planety mogą istnieć nie tylko wokół gwiazd ciągu głównego. Obecnie znamy ich już ponad pięć i pół tysiąca, a dzięki coraz nowszym narzędziom obserwacyjnym i lepszym metodom analizy ogromnych zbiorów danych ich liczba wciąż rośnie.
I chociaż mogłoby wydawać się, że jeśli znamy ich już kilka tysięcy i nic nas już nie zaskoczy, to nic bardziej mylnego. Astronomowie wciąż odkrywają takie przypadki, które zaskakują swoją różnorodnością. Nie inaczej jest i tym razem, w przypadku egzoplanety TOI-270 d, która najprawdopodobniej pokryta jest niezwykłym oceanem i należy to podklasy tak zwanych hyceanów.
Planeta została odkryta już wcześniej przez satelitę TESS czyli Transiting Exoplanet Survey Satellite, czyli instrument naukowy należący do NASA stworzony specjalnie w celu odkrywania egzoplanet metodą tranzytu. Teraz TOI-207 d wziął na warsztat Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, a przeprowadzone przy jego użyciu obserwacje ujawniły obecność pary wodnej oraz śladów chemicznych metanu i dwutlenku węgla w atmosferze egzoplanety, która jest dwa razy większa od Ziemi i oddalona od nas o około 70 lat świetlnych. Taka mieszanka potwierdza przypuszczenia badaczy, że mamy do czynienia ze światem, w całości pokrytym oceanem. Jak stwierdził kierownik badań profesor Nikku Madhusudhan – ze względu na panujące tam warunki atmosferyczne, temperatura tego oceany może dochodzić nawet do stu stopni celsjusza, przy bardzo dużym ciśnieniu mógłby być wciąż utrzymywany w stanie ciekłym, ale raczej nie przypuszczamy żeby nadawał się do zamieszkania.
Ta interpretacja jest jednak kwestionowana przez inny zespół naukowców z Uniwersytetu w Montrealu, który przeprowadził dodatkowe obserwacje tej samej egzoplanety. Wykryli oni te same związki chemiczne w atmosferze, ale twierdzą, że planeta prawdopodobnie jest zbyt gorąca, aby móc utrzymać wodę w stanie ciekłym na swojej powierzchni wody. Według nich temperatury na TOI-270 d mogą sięgać nawet czterech tysięcy stopni celsjusza, a zamiast globalnego oceanu, jest w całości pokryta skałami oraz gęstą atmosferą składającą się z wodoru i pary wodnej.
Niezależnie od tego, który pogląd zwycięży, najnowsze obserwacje pokazują niesamowite możliwości Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Rejestruje on światło gwiazd, które zostało przefiltrowane przez atmosfery orbitujących planet w celu uzyskania szczegółowego rozkładu obecnych tam pierwiastków chemicznych. Na tej podstawie astronomowie mogą stworzyć symulację warunków panujących na powierzchni danej planety, a następnie spróbować określić prawdopodobieństwo, że może tam przetrwać jakaś forma życia.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Instrument NIRSpec znajdujący się na wyposażeniu JWST odkrył w atmosferze TOI znaczące stężenia dwutlenku węgla oraz metanu. Zaskoczeniem dla badaczy był jednak całkowity brak amoniaku w atmosferze. To właśnie na tej podstawie profesor Madhusudhan opiera swoją teoirę, że powierzchnię planety pokrywa ocean. Dlaczego? Otóż zazwyczaj, jeśli w atmosferze planety znajduje się dużo wodoru, znajduje się tam także sporo amoniaku. Wyjątek stanowi obecność dużej ilości wody, w której amoniak się bardzo dobrze rozpuszcza.
Egzoplaneta TOI-270 d jest zablokowana pływowo, czyli podobnie jak Księżyc w stosunku do Ziemi, jest ona stale zwrócona jedną stroną w stronę swojej gwiazdy. Podczas gdy druga połowa planety spowita jest w wiecznej ciemności, to powoduje ekstremalnie dużą różnicę temperatur. Efektem takiego stanu rzeczy jest taki, że po oświetlonej stronie planety znajdziemy wrzący i parujący ocean, a po drugiej warunki, które teoretycznie mogłyby być bardziej przyjazne dla życia. Problemem byłby jednak bardzo duże ciśnienie. Para wodna napływająca z rozgrzanej strony planety, powodowałaby występowanie ciśnienia setki a nawet tysiące razy wyższego niż na Ziemi.
Ale to nie wszystko. JWST dostarczył jeszcze jednej ciekawej informacji. Otóż w atmosferze planety wykryto dwusiarczek węgla, który na Ziemi powiązany jest z procesami biologicznymi. Wygląda to obiecująco, jednak trzeba pamiętać, że na egzoplanetach, które są tak różnorodne, związki chemiczne kojarzone na Ziemi bezpośrednio z procesami biologicznymi, mogą mieć pochodzenie całkowicie naturalne i nie muszą być powiązane z występowaniem żywych organizmów.
Na koniec jeszcze kilka słów o tym czym są hyceany. Jest to jako szczególny typ egzoplanet, które zgodnie z najnowszymi szacunkami, mogą występować znacznie częściej niż planety skaliste w typie Ziemi. Są to gorące planety w całości pokryte oceanem, których atmosfera zawiera duże ilości wodoru. Ich nazwa pochodzi od zlepka angielskich słów hydrogen czyli wodór oraz ocean. Jak stwierdził Nikku Madhusudhan – Hyceany otwierają przed nami zupełnie nowe drogi poszukiwania życia pozaziemskiego. A znalezienie biosygnatur poza obszarem naszego Układu Słonecznego w ciągu kilku najbliższych lat jest bardzo realne.
Wiele z egzoplanet, które zostały zaklasyfikowane do grupy hyceanów to planety większe i cieplejsze niż Ziemia. Jednak warunki panujące w globalnych oceanach tych planet mogą wspierać rozwój mikroorganizmów podobnych do tych, które żyją w najbardziej ekstremalnych środowiskach na dnach Ziemskich oceanów, w okolicach kominów termalnych.
W poszukiwaniach śladów życia we Wszechświecie wszystkie oczy i teleskopy skierowane są przede wszystkich w stronę planet skalistych podobnych do Ziemi. W końcu nasza planeta jest jedynym miejscem, o którym wiemy, posiadającym warunki umożliwiający rozwój życia. Nic więc dziwnego, że życia pozaziemskiego szuka się najczęściej na egzoplanetach o podobnej masie, składzie atmosfery, zbliżonej temperaturze czy też znajdujących się w tak zwanej strefie złotowłosej. Czyli w strefie wokół gwiazdy, w której panują warunki odpowiednie dla żywych organizmów. Nie możemy jednak wykluczyć istnienia życia na planetach, które do Ziemi są podobne nieco mniej.
Badacze zwracają uwagę na to, że to właśnie hyceany mogą wspierać rozwój życia w znacznie większej strefie złotowłosej niż ma to miejsce w przypadku planet skalistych w typie Ziemi. Wstępne szacunki pokazują, że na hyceanach mikroorganizmy mogłoby przetrwać nawet jeśli planety znajdowałyby się poza ekosferą gwiazdy. A to oznaczałoby, że liczba potencjalnych kandydatek na, których moglibyśmy spodziewać się znalezienia biosygnatur znacząco wzrasta.
TOI-270 d jest wyjątkową kandydatką do dalszych badań atmosferycznych z użyciem JWST, jednak trzeba mieć na uwadze fakt, iż czas dostępu do JWST jest naprawdę mocno limitowany, a zapotrzebowanie ogromne.
Badanie egzoplanet to nie tylko sztuka dla sztuki. Poznawanie tajemnic odległych światów, pozwala nam na uczenie się o naszej własnej planecie. W ten sposób możemy zobaczyć, jak różne mogą być światy, jak niezwykłe, czasami wręcz niewiarygodne są formy, jakie może przyjąć materia i energia w wszechświecie. To z kolei skłania nas do zadawania pytań, o to Co to znaczy, aby planeta była „podobna do Ziemi”? Lub „zdatna do zamieszkania”? Skoro światy są tak różnorodne, być może życie w kosmosie też przybiera różne nieprzewidziane przez nas formy.
