Planety z atmosferą. Skąd się bierze atmosfera, czy planeta może ją stracić i uzyskać nową?

W tym artykule:

1. Planety z atmosferą mogą ją stracić
2. Jak planety odzyskują atmosferę
3. Dalsze badania nad atmosferami planet

Planeta GJ 1132 b okrąża czerwonego karła znajdującego się około 40 lat świetlnych od Ziemi. Została odkryta w 2015 roku w Projekcie MEarth w Chile. Okrąża swoją gwiazdę w ciągu 1,6 ziemskiego dnia w odległości 2,3 mln km. Jest to planeta typu ziemskiego i ma masę równą 1,6 masy Ziemi i promień równy 1,16 promienia naszego globu.

Ostatnio naukowcy postanowili ponownie przyjrzeć się danym na jej temat, jakie w 2017 roku zarejestrował teleskop Hubble’a. Analiza tych obserwacji pozwoliła dokonać wyjątkowego odkrycia. Naukowcy twierdzą bowiem, że dostrzegli „oznaki wtórnej atmosfery”, która narodziła się z samej egzoplanety długo po jej powstaniu. Jest to więc przykład planety z atmosferą, która powstała na niej dwa razy.

Planety z atmosferą mogą ją stracić

– To bardzo ekscytujące. Uważamy, że atmosfera, którą teraz obserwujemy, została zregenerowana, więc może być atmosferą drugorzędną – mówi współautorka nowego badania Raissa Estrela, naukowczyni zajmująca się egzoplanetami z Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA (JPL) w Kalifornii.

– Początkowo myśleliśmy, że te silnie napromieniowane planety mogą być dość nudne, ponieważ wierzyliśmy, że utraciły swoją atmosferę. Ale przyjrzeliśmy się istniejącym obserwacjom tej planety, prowadzonym za pomocą Hubble'a, i stwierdziliśmy: „O nie, tam jest atmosfera” - wyjaśnia Estrela.

Naukowcy wyjaśniają, że planetom trudno jest utrzymać atmosferę. Ziemska atmosfera mocno trzyma się naszej planety, głównie dzięki ziemskiemu polu magnetycznemu. Ale inne planety nie mają tak dobrych warunków. Przykładem może być Mars, który – jak wynika z innych badań – miał kiedyś gęstą atmosferę, ale większość z niej utracił po tym, jak zanikło jego pole magnetyczne, co miało miejsce koło 4 miliardy lat temu.

Jak planety odzyskują atmosferę

Podobny mechanizm może zachodzić w przypadku egzoplanet (planet spoza Układu Słonecznego). Naukowcy uważają, że rezultat takich zmian często jest dramatyczny i oznacza dla planety przekształcenie w martwy świat.

Zobacz, jak zachód Słońca wygląda na innych planetach. NASA właśnie to pokazała

Na planecie, gdzie dzień trwa 17 ziemskich godzin a atmosfera składa się głównie z wodoru i helu oraz zamrożonej wody, amoniaku i metanu, Słońce zachodzi w odcieniach niebieskiego i zieleni.

W nowym badaniu naukowcy sugerują, że egzoplaneta GJ 1132 b straciła swoją podstawową atmosferę bogatą w wodór i hel, i stała się pustym światem. Ale obserwacje Hubble'a pokazują, że obecnie planeta jest pokryta mieszanką wodoru, cyjanowodoru, metanu i mgły bogatej w aerozol, który może przypominać ziemski smog.

Aby lepiej zrozumieć, co dzieje się na tej odległej planecie, naukowcy przyglądają się związkom GJ 1132 b z gwiazdą, wokół której krąży. Okazuje się, że czerwony karzeł utrzymuje planetę cały czas skierowaną tą samą stroną do swojej tarczy. Ze względu na tor orbity naukowcy podejrzewają, że gwiazda przyciąga planetę na tyle mocno, aby intensywnie ogrzewać jej powierzchnię. Rezultatem takiej „współpracy” może być świat aktywny wulkanicznie – podsumowują.

Dziwna nowa atmosfera egzoplanety mogła zatem powstać z gazów uwalnianych ze stopionej skały. Zgodnie z tymi obserwacjami naukowcy przedstawiają obraz „roztopionego świata” pokrytego cienką skorupą, która może pękać jak skorupka jajka. Takie pęknięcia pozwoliłyby na wyciek gazu, który mógłby stworzyć drugą atmosferę.

Atmosfera Marsa. Jaki ma skład i dlaczego Mars niemal całkowicie ją utracił?

Mars był niegdyś wodnym światem. Planetą, której skorupę przecinały koryta rzek, pokrywały morza. Widać to wciąż po ukształtowaniu terenu. Jak doszło do tego, że planeta niegdyś podo...

Dalsze badania nad atmosferami planet

Naukowcy mają nadzieję, że potwierdzenie dla swoich tez znajdą dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, który został wystrzelony w kosmos w 2021 r. Nowy sprzęt NASA być może będzie w stanie zobaczyć powierzchnię GJ 1132 b w świetle podczerwonym, co pozwoli na wykrycie ewentualnej aktywności wulkanicznej czy jezior magmy, które mogą pokrywać powierzchnię planety.

Źródło: The Astronomical Journal.