Nový výzkum naznačuje, že planety mimo naši sluneční soustavu obsahují mnohem méně povrchové vody, než kdysi věřili. Na rozdíl od dřívějších teorií, že tyto exoplanety mohou být pokryty hlubokými globálními oceány, studie ukazuje, že jim chybí silné vrstvy vody, které si často představovaly.
V dubnu 2025 objev exoplanet Circling a trpasličí hvězda 124 světelných let pryč upoutala celosvětovou pozornost. Vědci z University of Cambridge navrhli, aby tato planeta, známá jako K2-18B, mohla být světem pokrytím oceánem s potenciálem podporovat život. Nová studie však zpochybňuje tuto myšlenku a odhaluje, že planety subneptunu, jako je K2-18B, pravděpodobně nebude dominovat voda a nejsou příznivým prostředím po celý život.
„Voda na planetách je mnohem omezenější, než se dříve věřilo,“ poznamenává Caroline Dorn, profesorka exoplanet v ETH Curychu.
Výzkum vedl ETH Curych ve spolupráci s Institutem Max Planck pro astronomii v Heidelbergu a University of California v Los Angeles. K2-18B spadá do planetární kategorie větší než Země, ale menší než NeptuneTyp chybí v naší vlastní sluneční soustavě, ale často pozorovaný napříč galaxií. Mnoho z těchto subneptunů se pravděpodobně vytvořilo na velké vzdálenosti od svých hvězd, kolem takzvané sněhové linie, kde se voda promění na led, než se postupně migrovala blíže.
Vědci po celá léta si mysleli, že takové planety mohou během jejich tvorby shromažďovat obrovské množství vody a později udržet masivní globální oceány pod atmosférami bohatými na vodík. Tyto hypotetické světy se nazývaly planety Hycean, což je termín odvozený z „vodíku“ a „oceánu“.
Faktoring v chemii
„Naše výpočty ukazují, že tento scénář není možný,“ říká Dorn. Je to proto, že základní zranitelnost předchozích studií spočívala v tom, že ignorovali jakoukoli chemickou vazbu mezi atmosférou a vnitřkem planety. „Nyní jsme se zohlednili v interakcích mezi interiérem planety a jeho atmosférou,“ vysvětluje Aaron Werlen, výzkumný pracovník v týmu Dorn a hlavní autor studie, který byl publikován v The Astrofyzikální dopisy.
Vědci předpokládají, že v rané fázi jejich vzniku prošly subneptuny fází, ve které byli pokryty hlubokým, horkým magmatickým oceánem. Shell vodíkového plynu zajistila, že tato fáze byla udržována po dobu milionů let.
„V naší studii jsme zkoumali, jak chemické interakce mezi magmatickými oceány a atmosférami ovlivňují obsah vody mladých subneptunových exoplanet,“ říká Werlen.
K tomu vědci použili existující model, který popisuje planetární vývoj v určitém časovém období. Kombinovali to s novým modelem, který vypočítává chemické procesy, ke kterým dochází mezi plynem v atmosféře, a kovy a křemičitany v magmatu.
Voda mizí do interiéru
Vědci vypočítali chemický rovnovážný stav 26 různých složek pro celkem 248 modelových planet. Počítačové simulace ukázaly, že chemické procesy ničí většinu h2O Molekuly vody. Vodík (H) a kyslík (O) se připojují k kovovým sloučeninám a ty z velké části zmizí v jádru planety.
I když přesnost Z těchto výpočtů mají určitá omezení, vědci jsou podle výsledků přesvědčeni. „Zaměřujeme se na hlavní trendy a jasně vidíme v simulacích, že planety mají mnohem méně vody, než se původně akumulovaly,“ vysvětluje Werlen. „Voda, která ve skutečnosti zůstává na povrchu, jako h.“2O je nanejvýš omezen na několik procent. “
V dřívější publikaci byla Dornova skupina již schopna ukázat, jak je většina voda planety skryta v interiéru. „V současné studii jsme analyzovali, kolik vody je celkem na těchto subneptunech,“ vysvětluje výzkumník, „podle výpočtů neexistují žádné vzdálené světy s masivními vrstvami vody, kde voda tvoří kolem 50 procent hmoty planety, jak se dříve myslelo. Hycanské světy s 10-90 % vodou.“
Díky tomu je hledání mimozemského života obtížnější, než se doufalo. Podmínky příznivé k životu, s dostatečnou kapalnou vodou na povrchu, pravděpodobně budou existovat pouze na menších planetách, které budou pravděpodobně pozorovatelné pouze s observatoři ještě lepší než James Webb Space Telescope.
Země není zvláštní případ
Dorn shledává roli naší Země obzvláště vzrušující ve světle nových výpočtů, které ukazují, že většina vzdálených planet má podobný obsah vody jako naši planetu. „Země nemusí být tak mimořádná, jak si myslíme. Přinejmenším se to zdá, že je to typická planeta,“ říká.
Vědci byli také překvapeni zdánlivě paradoxním rozdílem: planety s nejvíce atmosférami bohatou na vodu nejsou ty, které se nashromáždily nejvíce ledu za hranici sněhu, ale spíše planety, které se vytvořily v rámci sněhové linie. Na těchto planetách voda nepocházela z ledových krystalů, ale byla vyráběna chemicky, když vodík v planetární atmosféře reagoval s kyslíkem z křemičitanů v magmatickém oceánu, aby vytvořil h h2O Molekuly.
„Tato zjištění zpochybňují klasické spojení mezi formací bohatými na led a atmosférami bohatými na vodu. Místo toho zdůrazňují dominantní roli rovnováhy mezi magmatickým oceánem a atmosférou při formování planetárního složení,“ uzavírá Werlen. To bude mít dalekosáhlé důsledky pro teorie planetární formace a interpretaci exoplanetárních atmosféry ve věku dalekohledu James Webb.
Reference: „Sub-neptuny jsou suchší, než se zdá: Přehodnocení původu světů bohatých na vodu“ od Aaron Werlen, Caroline Dorn, Remo Burn, Hilke E. Schlichting, Simon L. Grimm a Edward D. Young, 18. září 2025, Dopisy astrofyzikálního časopisu.
Dva: 10,3847/2041-8213/ADFF73
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
Sledujte nás Google, Objevita Zprávy.
