Dva týmy astronomů vůbec poprvé objevily vodní páru v okolí malé planety, obíhající v obyvatelné zóně vzdálené hvězdy. V přilehlých mracích nalezli dokonce stopy po dešti. Potvrdily se tak dřívější předpoklady astronomů, že se voda, považovaná za základní složku života, vyskytuje i v atmosféře malých exoplanet.

Astronom Nikku Madhusudhan z astronomického institutu Cambridgeské univerzity říká:

„Je to velmi vzrušující. Takový objev by nikdo nečekal, a to ani v poslední době.“

Vodní páry byly sice již dříve nalezeny v horkých plynných atmosférách obřích exoplanet, ale jejich objev v okolí menších exoplanet byl stále výzvou. Astronomové zkoumají atmosféru analýzou světla pocházejícího z hostitelské hvězdy, když se exoplaneta nachází před ní nebo ji právě míjí.  Pokud má planeta atmosféru, budou určité vlnové délky světla absorbovány atmosférickými atomy nebo molekulami a zanechají tak charakteristické linie ve hvězdném spektru.  Tato technika funguje nejlépe u velkých planet s rozsáhlou atmosférou, kterou pak projde větší množství hvězdného světla. I tak má dostatečnou citlivost k zachycení slabých linií jen několik málo dalekohledů, jako je například vesmírný Hubbleův teleskop. Astronomové využívali Hubbleův teleskop k pokusům a pozorování několika menších exoplanet o velikosti mezi Neptunem a Zemí, které však nepřinesly kýžený výsledek.

Planeta K2-18b

Představme si planetu K2-18b. Tato blízká planeta, která obíhá kolem červeného trpaslíka ve vzdálenosti asi 110 světelných let od Země, byla považována za hlavního kandidáta k nalezení kapalné vody. Ačkoli je její hvězda mnohem chladnější než Slunce, její krátká oběžná dráha, trvající pouhých 33 dní, znamená, že dostává téměř stejné množství tepla jako Země od Slunce. Výskyt kapalné vody na povrchu planety by mohl být stabilní a její poloha je tedy v obyvatelné zóně své hvězdy. Týmu astronomů ze Spojených států a Kanady bylo umožněno po několik let studovat K2-18b za pomoci Hubbleova teleskopu. Vědci za tuto dobu nashromáždili data z osmi oběhů planety před její hvězdou.

„Je ještě třeba to potvrdit, ale naše záznamy dokládají mimo jiné i stopy přítomnosti vodní páry v mracích“ říká vedoucí týmu Björn Benneke z Montrealské univerzity v Kanadě. Tým, který včera zveřejnil své výsledky na arXiv a postoupil je rovněž do The Astronomical Journal, získal data také z vesmírných dalekohledů NASA Spitzer a Kepler a všechny je použil do klimatického modelu K2-18b. Nejpravděpodobnější interpretace modelu je, že planeta má mraky z kondenzované kapalné vody.

„Na této planetě se skutečně vyskytuje déšť stejně jako na Zemi,“ říká Benneke. „Pokud byste tam letěli v horkovzdušném balónu a měli k dispozici určité dýchací vybavení, pravděpodobně by se vám nic nestalo“.

K2-18b – zmenšený Neptun

To ale neznamená, že K2-18b má povrch s pevninou a oceány stejně jako Země. K2-18b má zhruba dvojnásobný průměr a osminásobný objem oproti naší planetě. Podle Bennekeho se jedná spíš o jakýsi zmenšený Neptun s hustým neprůhledným obalem, který v sobě pravděpodobně ukrývá skalnaté nebo ledové jádro. „Nejedná se o druhou Zemi,“ říká Angelos Tsiaras, vedoucí týmu z University College London (UCL), který dnes v Nature Astronomy zveřejnil svou vlastní analýzu veřejně dostupných dat z Hubbleova teleskopu. Oba týmy se shodují na přítomnosti vodní páry a možných mraků. „Předpokládá se, že jsou tam mraky,“ říká Giovanna Tinetti z týmu UCL.

Benneke uvádí, že na K2-18b může i bez „zemského povrchu“ existovat vodní cyklus s dešťovými srážkami padajícími z atmosféry, odpařujícími se v husté a horké nižší plynné vrstvě, aby se následně zvedly a znovu kondenzovaly do mraků.

Výsledek povzbudí astronomy k dalšímu bádání. Madhusudhan říká, že další hrstka malých exoplanet, obsahujících vodu, by mohla být v dosahu sledování Hubbleova teleskopu. Na větší vzdálenosti si vědci budou muset počkat na nástupce Hubbleova teleskopu, vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), který má být uveden do provozu v roce 2021. „JWST bude velkolepý,“ říká Madhusudhan, a za jeho pomoci budou objeveny „mraky“ takových planet.