Przejdź do treści

Na egzoplanetach jest woda - ale mniej, niż sądzono

skład atmosfer egzoplanet

Woda wydaje się zarówno powszechna, jak i nieoczekiwanie mało obfita w egzoplanetach - ma ją wiele odległych światów, ale ogólnie rzecz biorąc jest jej tam mniej niż przewidywano. Tak wynika z najnowszych badań.

Naukowcy dokładniej zbadali dane odnoszące się do składów atmosferycznych 19 wybranych egzoplanet, zebrane przez teleskopy kosmiczne i naziemne. Światy te wykazują szeroki zakres temperatur i wielkości, od tzw. mini Neptunów o masie około 10 mas ziemskich do super Jowiszów ponad 600 razy cięższych od Ziemi. Naukowcy odkryli, że para wodna jest powszechna na 14 z tych 19 obcych światów.

- Fakt, że wykonujemy szczegółowe pomiary zawartości pary wodnej w egzoplanetach, jest niezwykły, ponieważ nie dokonaliśmy jeszcze żadnego znaczącego wykrycia wody w przypadku planet olbrzymów znajdujących się w naszym Układzie Słonecznym - mówi Madhusudhan, autor badań. - Możemy zatem lepiej mierzyć jej obecność w atmosferach egzoplanet niż w Układzie Słonecznym.

Oprócz wody najczęściej wykrywane w atmosferach egzoplanet olbrzymów związki to sód i potas. Ilości sodu i potasu widoczne w egzoplanetach były tam zgodne z oczekiwaniami, biorąc pod uwagę to, co naukowcy dotychczas już wiedzą o planetach Układu Słonecznego. Jednak ilości pary wodnej okazały się znacznie niższe niż przewidywano. -To duża niespodzianka - podsumowuje Madhusudhan.

Prognozy dotyczące ilości wody, jaką powinny posiadać te egzoplanety, opierają się jednak na szacunkach, ile wody może czaić się w gazowych olbrzymach naszego układu - a to dość niepewne oszacowania. A wysiłki mające na celu wykrycie wody w atmosferze Jowisza, w tym bieżąca misja Juno, stanęły przed wieloma wyzwaniami. - Jowisz jest tak zimny, że para wodna skrapla się w jego atmosferze, a my tego nie widzimy - mówi w wydziadzie dla Space.com główny autor badań, Luis Welbanks z Cambridge.

Oczekiwania co do ilości poszczególnych gazów dla planet olbrzymów w Układzie Słonecznym są oparte na naszej wiedzy o tym, że nadwyżka węgla w stosunku do wodoru w atmosferach tych gigantycznych planet jest znacznie wyższa niż dla samego Słońca. Wcześniejsze badania sugerowały, że ta „super-słoneczna” obfitość powstała podczas formowania się Układu Słonecznego, a duże ilości zawierających węgiel skał lodowych i pyłu spadały lub gromadziły się wówczas właśnie na największych planetach.

Wcześniejsze prace sugerowały również, że obfitość niektórych pierwiastków (poza węglem) powinna być podobnie wysoka w atmosferach olbrzymich planet. Dotyczy to zwłaszcza tlenu, który jest najobfitszym pierwiastkiem w kosmosie po wodorze i helu. Sugeruje to, że woda - najczęściej występująca cząsteczka zawierająca tlen we Wszechświecie - powinna również występować w nadmiarze w atmosferach olbrzymich egzoplanet, stanowiąc przy tym pozostałość po akrecji lodu odbywającej się podczas formowania się tych światów.

Odkrycia te sugerują, że gdy formują się olbrzymie planety pozasłoneczne, może na nie spadać mniej lodu, niż wcześniej sądzono. Na przykład gdy olbrzymie planety powstają przez akrecję materiału z dysków protoplanetarnych otaczających nowonarodzone gwiazdy, światy te mogą gromadzić bardzo różne poziomy związków chemicznych takich jak woda, w zależności od tego, gdzie się tworzą i jak poruszają się w obrębie tych dysków protoplanetarnych.

- Mogą istnieć różne sposoby na powstanie olbrzymiej planety, która jest wysoce obfita w tlen, a zatem także w wodę - zauważa Madhusudhan. - Przyglądając się tym egzoplanetom zastanawiamy się teraz, w jaki sposób bliskie nam planety mogły powstać w Układzie Słonecznym.

Życie istnieje praktycznie wszędzie tam, gdzie na Ziemi jest woda, więc odkrycie, że w innych układach planetarnych jest mniej wody, niż się wcześniej spodziewano, może też sugerować, że szanse na znalezienie biologicznego życia poza Ziemią są również niższe. Z drugiej strony gdy patrzymy na Ziemię, względnie nie zawiera ona w sobie wcale tak dużo wody w odniesieniu do swej masy. - Nasze ustalenia dotyczące niższego poziomu zasobów wody w egzoplanetach niekoniecznie są więc złą wiadomością z uwagi na ich potencjał do zamieszkania - podsumowuje Madhusudhan.

Naukowcy będą starać się przyjrzeć większej liczbie egzoplanet, aby sprawdzić, czy i one podążają za tym wykrytym trendem.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Space.com

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na ilustracji: Najobszerniejsze jak dotąd badania składu atmosfery egzoplanet stanowią wyzwanie dla teorii powstawania planet i dla poszukiwań wody i życia na innych światach. Źródło: Amanda Smith.