Nekateri skalnati planeti krožijo tako blizu svojih zvezd, da bi moralo silovito sevanje njihovo ozračje že zdavnaj odnesti v vesolje. Kljub temu imajo nekateri od teh žarečih svetov, prekritih z oceani lave, še vedno razmeroma gosto atmosfero. Novi model kaže, da jo staljena notranjost planeta nenehno obnavlja.
Raziskavo so pripravili znanstveniki Univerze Stanford, rezultate pa so objavili v reviji The Astrophysical Journal Letters. Z modeliranjem planetarne notranjosti in atmosfere so pokazali, da lahko lava upočasni sproščanje plinov iz notranjosti planeta.
Ti plini nato postopoma prehajajo v ozračje in nadomeščajo del atmosfere, ki jo odpihuje sevanje bližnje zvezde. Proces bi lahko vztrajal več milijard let.
Planeti, ki ne bi smeli imeti ozračja
Astronomi so dolgo domnevali, da morajo biti skalnati planeti v zelo tesnih orbitah okoli svojih zvezd skoraj povsem brez zraka. Močno ultravijolično in rentgensko sevanje bi moralo segreti zgornje plasti atmosfere ter pline postopoma odnesti v vesolje.
Takšna domneva je bila osnova koncepta “kozmične obale”. Gre za namišljeno mejo, ki ločuje svetove, sposobne ohraniti atmosfero, od tistih, ki so zaradi bližine zvezde ostali brez nje.
Toda nova opazovanja so razkrila več izjem. Med njimi je 55 Cancri e, superzemlja z maso skoraj osmih Zemelj, ki kroži približno dvajsetkrat bližje svoji zvezdi kot Merkur okoli Sonca. Njena površina je po vsej verjetnosti prekrita z lavo.
Vesoljski teleskop James Webb je leta 2024 kljub ekstremnim razmeram zaznal dokaze, da ima planet precej gosto ozračje.
Ocean lave deluje kot počasni rezervoar plinov
Raziskovalna skupina pod vodstvom Barrona Nguyena je zato izdelala model, ki hkrati upošteva uhajanje atmosfere, izmenjavo plinov med ozračjem in staljeno površino ter postopno ohlajanje in strjevanje planeta.
Rezultati kažejo, da lahko staljena kamnina deluje kot velikanski rezervoar plinov. Namesto da bi se vsi plini iz notranjosti sprostili naenkrat, jih lava oddaja počasi in vztrajno. Če je hitrost sproščanja primerljiva s hitrostjo izgubljanja atmosfere, lahko okoli planeta nastane nekakšno dolgoročno ravnovesje.
Ozračje sicer neprestano uhaja, vendar ga planet iz svoje notranjosti sproti dopolnjuje.
“Ti svetovi, prekriti z lavo, so kazali, da je z dosedanjo mejo kozmične obale nekaj narobe. Zdaj smo našli način, kako lahko ohranijo svoje atmosfere,” je pojasnil Nguyen.
Med “kozmično obalo” in “peščeno sipino”
Raziskovalci so novo skupino planetov poimenovali “kozmična peščena sipina”. Izraz označuje zelo vroče in masivne skalnate svetove, na katerih sproščanje plinov iz lave uravnoteži izgubljanje atmosfere.
Med kozmično obalo in novo sipino naj bi obstajala tudi “dolina brez zraka”. V njej so planeti, ki so dovolj blizu zvezdi, da izgubijo ozračje, vendar se po nastanku ohladijo prehitro, da bi ga lahko z izpusti iz notranjosti obnavljali.
Takšen primer bi lahko bil Merkur. Njegova površina se je razmeroma zgodaj strdila, plini pa so ostali ujeti v notranjosti. Ker planeta ne prekriva več globalni ocean magme, izgubljenega ozračja ne more nenehno nadomeščati.
Novi model ne pomeni, da so žareči svetovi primerni za življenje. Njihove temperature so skrajne, površino pa lahko prekrivajo obsežni oceani staljene kamnine. Toda atmosfera je prvi pogoj, ki ga astronomi preverjajo pri presoji razmer na oddaljenih planetih.
Podrobnejšo predstavitev raziskave je objavila tudi Univerza Stanford. Portal24.si je poročal tudi o bližnjem skalnatem planetu GJ 3378b, pri katerem bo prav obstoj ozračja eden ključnih ciljev prihodnjih opazovanj.
