Takiej planety jeszcze nie widzieliśmy. Astronomowie odkryli wodny świat z gotującym się oceanem

W tym artykule:

1. Jak odkryto wodny świat z gotującym się oceanem?
2. Gotujący się świat
3. Dwie hipotezy
4. Czy na planecie TOI-270 d może istnieć życie?

Ta dziwna egzoplaneta jest dwa razy większa od Ziemi. Dzieli ją od nas 70 lat świetlnych. Po raz pierwszy astronomowie natrafili na nią w 2019 r. i wówczas uznali za gazowego giganta typu neptunowego. Tak właśnie glob TOI-270 d został opisany w katalogu NASA.

Jednak najnowsze obserwacje prowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba przewróciły do góry nogami nasze wyobrażenia o pozasłonecznym świecie TOI-270 d. Wynika z nich, że planeta w całości pokryta jest oceanem. Astronomowie z University of Cambridge podejrzewają, że ocean na TOI-270 d może mieć temperaturę ponad 100 st. C. Czyli może się gotować.

Jak odkryto wodny świat z gotującym się oceanem?

Teleskop Webba rejestruje światło gwiazdy przechodzące przez atmosferę krążącej wokół niej planety. W zależności od składu chemicznego, zarejestrowane widmo ma specyficzny wzór. Pozwala to ustalić, z jakich pierwiastków składa się atmosfera. Znając zaś skład atmosfery, można spekulować o warunkach panujących na powierzchni globu.

W atmosferze TOI-270 d odkryto parę wodną, metan i dwutlenek węgla. Brakowało jednak amoniaku, który zazwyczaj występuje w atmosferach bogatych w wodór. Co się z nim stało? Amoniak łatwo rozpuszcza się w wodzie. A zatem jego nieobecność stanowi silną przesłankę wskazującą, że planeta TOI-270 d jest wodnym światem. Naukowcy podejrzewają, że to tzw. planeta hyceańska: pokryty oceanem świat otulony atmosferą pełną wodoru.

Gotujący się świat

Planeta ta jest całkowicie różna od Ziemi. Krąży ona synchronicznie wokół swojej gwiazdy. Czyli jest stale zwrócona do niej tą samą połową (podobnie jak Księżyc względem Ziemi). Druga połowa zawsze znajduje się w ciemnościach, a temperatury na obu częściach globu skrajnie się różnią.

Zdaniem prof. Nikku Madhusudhana, który kierował obserwacjami, ocean na TOI-270 d może mieć nawet ponad 100 st. C. W takiej temperaturze woda wrze i zamienia się w gaz. Jednak nie na dziwnej planecie. Ciśnienie atmosferyczne – dziesiątki, a być może nawet setki razy wyższe niż na powierzchni Ziemi – sprawia, że mimo ogromnego ciepła tamten ocean pozostaje płynny. Gotujący się akwen może mieć nawet setki kilometrów głębokości.

Znaleziono planetę gęstszą od stali. „Przeczy dotychczasowym teoriom"

Według klasycznych teorii takie ciało niebieskie nie powinno istnieć. Naukowcy odkryli glob, który jest ultragęsty. Mógł narodzić się w rezultacie zderzenia dwóch ogromnych protoplanet.

Dwie hipotezy

Do takich wniosków doszli autorzy pracy opublikowanej w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics Letter”s. Równocześnie jednak w serwisie arXiv.org ukazał się artykuł grupy kanadyjskich astronomów, zupełnie inaczej opisujący wodny świat TOI-270 d. Zespół prof. Björna Benneke z University of Montreal przeprowadził dodatkowe obserwacje TOI-270 d. I zakwestionował hipotezę planety hyceańskiej.

– Sądzimy, że jest tam zbyt gorąco, by woda pozostawała płynna – powiedział „Guardianowi” Benneke. Jego zdaniem w atmosferze jest zbyt dużo pary wodnej, by na powierzchni utrzymał się ocean. Jak szacuje badacz, na TOI-270 d jest aż 4 tys. st. C. W takiej temperaturze i pod wpływem ogromnego ciśnienia woda przechodzi w stan nadkrytyczny. Jest czymś pomiędzy cieczą a gazem: gęstą, gorącą parą. Cały glob ma rozgrzaną, skalistą powierzchnię.

Czy na planecie TOI-270 d może istnieć życie?

Dwa zespoły naukowe zupełnie inaczej widzą planetę pozsłoneczną TOI-270 d. Jednak co do jednej rzeczy się zgadzają. Naukowcy z obu grup wykryli na niej obecność disiarczku węgla. Związek ten na Ziemi może być produktem wulkanizmu, ale też naturalnych procesów biologicznych. Niestety, nie znaleziono śladu innej biosygnatury – siarczku dimetylu (DMS).

Czy na tak dziwnym globie jak TOI-270 d mogłoby istnieć życie? Nie byłoby to możliwe na stronie „dziennej” globu, zwróconej w stronę gwiazdy. Co innego dla drugiej półkuli, gdzie nie dociera światło słonecznej i jest chłodniej. – Strona nocna mogłaby potencjalnie stwarzać warunki nadające się do zamieszkania – uważa Madhusudhan.

Źródła: Guardian, Astronomy & Astrophysics Letters, arXiv.org, NASA

Szukasz więcej fascynujących informacji na temat świata roślin i zwierząt, odkryć archeologicznych i nieskończonego Wszechświata? Zaprenumeruj magazyn „National Geographic Polska". Najnowszą ofertę znajdziesz na tej stronie.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com