Naukowcy z Uniwersytetu w Montrealu wzięli pod lupę układ planetarny gwiazdy Kepler-138, która znajduje się 218 lat świetnych od Ziemi. Badacze wykorzystali obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a oraz niedziałający już Kosmiczny Teleskop Spitzera. Wyniki swoich prac opisali na łamach czasopisma "Nature Astronomy".
Dwa wodne światy dalekie od wszystkiego, co znamy
Z badań wynika, że Kepler-138 c i Kepler-138 d, czyli dwie - odkryte już wcześniej przez Kosmiczny Teleskop Keplera - egzoplanety składają się w ponad połowie z wody. Co prawda nie odkryto jej w sposób bezpośredni, ale sugerują to dane dotyczące wielkości, masy i gęstości tych obiektów.
Astronomom udało się ustalić, że obie planety są do siebie bliźniaczo podobne, ale znacznie różnią się od planet skalistych (takich jak Ziemia). Kepler-138 c i Kepler-138 d mają masę dwukrotnie większą od naszej planety, ale dwukrotnie mniejszą gęstość. Badacze porównali dane z modelami i doszli do wniosku, że planety nie mogą być ani światami skalistymi, ani gazowymi.
Połowa lub nieco ponad połowa materiału budulcowego obu planet to coś, co jest lżejsze od skał, ale cięższe niż wodór i hel (te dwa pierwiastki stanową główny składnik gazowych olbrzymów). Zdecydowanie najbardziej prawdopodobnym kandydatem jest w tym przypadku woda.
Gigantyczny ocean i chmury pary wodnej
Badacze sugerują, że Kepler-138 c i Kepler-138 d najpewniej pokrywa globalny ocean wody, a planety otoczone są dodatkowo atmosferą z pary wodnej. Jak pisze w swoim komunikacie NASA, obiekty "nie przypominają żadnej planety znajdującej się w naszym Układzie Słonecznym" i są najlepszymi kandydatami na przedstawicieli planet oceanicznych (lub tzw. wodnych światów), których istnienie przewidywano od dawna.
Odkryto dwie planety zbudowane głównie z wody. 'Nie przypominają niczego w Układzie Słonecznym' fot. Benoit Gougeon (University of Montreal
Wiele wskazuje jednak na to, że woda na tych planetach nie przypomina tej w ziemskich morzach. Kepler-138 c i d obiegają swoją gwiazdę w niewielkich odległościach, a panujące tam temperatury są zdecydowanie wyższe niż na Ziemi i przekraczają temperaturę wrzenia wody. Prawdopodobnie większość znajdującej się na egzoplanetach wody jest na granicy stanów ciekłego i gazowego lub w stanie nadkrytycznym (w którym zanika granica między gazem i cieczą). Jedynie poniżej może występować woda w stanie ciekłym pod ogromnym ciśnieniem.
Jak wyliczyli badacze, Kepler-138 d ma metalowo-skaliste "jądro", które stanowi nieco poniżej połowy objętości egzoplanety. Ponad nim rozciąga się globalny, wodno-gazowy "ocean" o głębokości ok. 2 tys. km (dla porównania średnia głębokość oceanów na Ziemi to "zaledwie" 4 km). Powyżej jest jeszcze warstwa gazowej atmosfery złożonej głównie z pary wodnej.
Temperatura w atmosferze Kepler-138 d jest prawdopodobnie wyższa od temperatury wrzenia wody i spodziewamy się grubej, gęstej atmosfery zbudowanej z pary wodnej na tej planecie. Tylko pod tą gazową atmosferą może potencjalnie znajdować się woda w stanie ciekłym pod wysokim ciśnieniem, a nawet woda w innej fazie pod wysokim ciśnieniem, zwanej stanem nadkrytycznym
- tłumaczy Caroline Piaulet z Uniwersytetu w Montrealu, która kierowała badaniami.
Znaleziono zupełnie nową egzoplanetę w strefie życia
To nie koniec odkryć, których dokonał zespół badaczy z Montrealu. Do tej pory znane były bowiem tylko trzy planety obiegające gwiazdę Kepler-138. Poza planetami Kepler-138 c i d znana była też planeta b, która - jak udało się teraz potwierdzić - ma masę Marsa i jest jedną z najmniejszych znanych nam egzoplanet. Wszystkie trzy obiekty znajdują się jednak zbyt blisko swojej gwiazdy, aby mogło istnieć tam życie.
Teraz naukowcy znaleźli jednak dowody na istnienie czwartej planety tego układu - Kepler-138 e. Znajduje się ona najdalej od gwiazdy - w tzw. ekosferze, gdzie może znajdować się woda w stanie ciekłym i są warunki sprzyjające rozwojowi życia. Niestety planety tej nie da się obserwować metodą tranzytu, czyli podczas przejścia na tle gwiazdy (jest to najpopularniejsza metoda odkrywania i badania egzoplanet).
Naukowcom udało się jedynie ustalić, że Kepler-138 e jest małą planetą skalistą i obiega swoją gwiazdę w ciągu 38 dni. Potrzebne są dalsze obserwacje, aby dowiedzieć się na jej temat czegokolwiek więcej.
