Odgonetanje misteriozne atmosfere egzoplanete TOI-270d može poslužiti za razumevanje drugih

Studija pod vođstvom Jugozapadnog istraživačkog instituta (SwRI) u Teksasu modelirala je hemiju TOI-270d, egzoplanete sa veličinom između Zemlje i Neptuna, otkrivajući da bi to mogla biti džinovska stenovita planeta obavijena debelom, vrelom atmosferom.

TOI-270d je samo 73 svetlosne godine daleko od Zemlje i može poslužiti kao ključ za razumevanje čitave klase novih planeta.

Preporučujemo

Egzoplanete kruže oko zvezda van našeg solarnog sistema. Subneptuni predstavljaju planete čija veličina je između veličine najveće stenovite planete solarnog sistema, Zemlje, i veličine najmanjeg gasovitog džina, Neptuna.

„Priroda subneptuna je jedna od najvećih tema u nauci o egzoplanetama. Subneptuni su najčešći rang veličine planeta u galaksiji, ali nijedan ne postoji u našem solarnom sistemu. Oni su egzotični. Subneptuni u umerenom opsegu su još značajniji jer bi neki mogli biti pogodni za život“, kažu istraživači.

Naučnici misle da bi subneptunske egzoplanete sa orbitama u zoni pogodnoj za život, gde tečna voda može da postoji na površinama planeta, mogli biti ogromni okeanski svetovi sa tankim atmosferama bogatim vodonikom – takozvani „vokeanski“ (hikeanski) svetovi (vodonik-okean).

Na primer, planeta K2-18b smatrana je vokeanskim svetom. Međutim, nedavni podaci svemirskog teleskopa „Džejms Veb“ o TOI-270d pokazuju da bi jednostavniji model na bazi džinovske (super-Zemlja) stenovite unutrašnjosti omotane debelom, vrelom atmosferom mogao bolje objasniti podatke.

„Sa detektovanim molekulima poput ugljen-dioksida, metana i vode, mogli bismo početi sa izvesnom geohemijom da bismo saznali kako je taj neobični svet formiran“, kaže dr Kristofer Glajn.

„Veb“ je detektovao gasove koji ukazuju na temperature već od 500 stepeni Celzijusovih – vrelije nego površina Venere. Novi geohemijski model ilustruje kako gasovi prolaze kroz proces ekvilibriranja na tim temperaturama i onda se izdignu tako da „Veb“ može da ih detektuje.

„Iako je malo razočaravajuće što TOI-270d verovatno nije pogodna za život, ova planeta daje sjajnu priliku za izučavanje alternativnih puteva porekla i evolucije planeta. Saznajemo mnogo više o neobičnim konfiguracijama planeta koje priroda izmišlja“, kaže dr Glajn.

Naučnici su zbunjeni odsustvom amonijaka u atmosferama umerenih supneptuna. Raniji modeli su sugerisali da bi amonijak trebalo da bude proizveden u debelim, vrelim atmosferama bogatim vodoničnim gasom.

Novi rad predstavlja integrisanu perspektivu za objašnjenje kako je amonijak istrošen kombinacijama planetarnih procesa, uključujući visokotemperaturnu proizvodnju azotnog gasa i distribuciju amonijaka u superzagrejani okean istopljenih stena na površini planete. Istraživači su takođe otkrili da planeta verovatno ima malo azota jer čvrsti gradivni blokovi planeta, poput hondritskih meteorita, obično imaju malo azota.

„Vidim mnogo paralela između nauke o planetama i biologije. Suštinski skup gradivnih blokova i pravila za interakcije rezultira eksplozijom raznih oblika. Počinjemo da uviđamo deo te raznolikosti u kompozicionim potpisima putem teleskopa ‘Veb’“, kaže Glajn.

Ova studija pokazuje da egzoplanetarna geohemija sad dostiže nivo sofisticiranosti uporediv sa onim u našem solarnom sistemu. Geohemijski instrumenti razvijeni za solarni sistem mogu se sad primeniti na atmosfere egzoplaneta. Ove studije daju nove uvide u atmosferske temperature, moguće okeane magme i poreklo planetarnih atmosfera.

„Želeli smo da prikažemo potpuniju sliku unutrašnjeg funkcionisanja i istorije egzoplanete pristupajući problemu na više načina. Koliko znam, otkriveno je više od 5.800 egzoplaneta. TOI-270d je samo jedna od njih. Biće veoma zanimljivo videti šta nas čeka u slučaju sledeće egzoplanete“, kažu istraživači.

(Telegraf Nauka/Southwest Research Institute)