21.1.2019 10:30 | Veda

Planéty plné drahokamov. Kde ich našli?

Umelecké znázornenie pravdepodobnej podoby jednej z troch exotických super-Zemí, 55 Cancri e. Jej povrch sa zrejme modrasto a červenkasto trblieta.
Umelecké znázornenie pravdepodobnej podoby jednej z troch exotických super-Zemí, 55 Cancri e. Jej povrch sa zrejme modrasto a červenkasto trblieta. Zdroj: Thibaut Roger

Niektoré exoplanéty vlastne zosobňujú vesmírne poklady.

Astronómovia zadefinovali novú triedu exoplanét z kategórie super-Zemí. Vznikli pri vysokých teplotách blízko materskej hviezdy. Obsahujú mnoho vápnika a hliníka, aj oxidov týchto prvkov. Vrátane takých, ktoré na Zemi voláme drahokamy. Ide najmä o zafíry a rubíny.

Zatiaľ sú známe tri také telesá. Jedným je exoplanéta, ktorú v roku 2012 iní vedci označili ako „diamantová“. Vtedy to vyzeralo, že sa skladá prevažne z uhlíka. 

Poklad v Kassiopei

Prvá z trojice známych „drahocenných“ exoplanét, HD 219134 b, sa nachádza v súhvezdí Kassiopey. Pomerne blízko, svetlo k nám od nej letí 21 rokov (1 svetelný rok = 9,46 bilióna kilometrov.) Obeh okolo materskej hviezdy, teda rok, jej trvá iba tri pozemské dni.

Hmotnosť HD 219134 b je asi päťnásobkom hmotnosti Zeme, čím spĺňa kritérium zaradenia medzi super-Zeme. Ide o planéty väčšie a hmotnejšie ako Zem, ale stále zložené prevažne z kovov a hornín, nie z plynov, ako Jupiter a ďalšie obrie planéty slnečnej sústavy.

HD 219134 b však oproti Zemi nemá rozsiahle železné jadro. Miesto toho obsahuje viac vápnika a hliníka. „Azda sa trblieta v modrej a červenej farbe ako zafíry a rubíny, lebo tieto drahokamy sú oxidy hliníka, ktoré sa na tejto exoplanéte vyskytujú bežne,“ povedala vedúca štvorčlenného švajčiarsko-britského tímu Caroline Dornová zo Zürišskej univerzity.

Ako sa rodí planéta

S kolegami riešila vznik podobných planét počítačovými modelmi. Vyšli pri tom z klasickej koncepcie planetológov. Planéty zemského typu sa utvárajú z tuhých telies, ktoré vznikli kondenzáciou plynu v takzvanom protoplanetárnom disku okolo mladej hviezdy.

Hlavné stavebné kamene planét tohto typu (gravitácia postupne nabaľuje počiatočné zrnká prachu, až vzniknú asi 10-kilometrové telesá, planetezimály, ktoré sa poskladajú do planét) sa zväčša rodia v oblastiach kondenzácie železa, horčíka a kremíka. Výsledkom sú planéty so železným jadrom. Týka sa to aj väčšiny dosiaľ známych super-Zemí, ale nie všetkých.

Celkový pohľad na trpasličiu planétu Ceres z kamery sondy Dawn. V strede tohto záberu vidno kráter Occator so svetlými škvrnami vnútri. Zrejme ide o výstupy materiálu z podzemia, obsahujúceho veľa uhličitanu sodného vyzrážaného z vody, ktorá sa dostala na povrch geotermálnou činnosťou.
Čítajte aj Na trpasličej planéte Ceres je veľa organických látok. Je kúsok za Marsom

Svety z pekelnej vyhne

Ak planéta vzniká extrémne blízko materskej hviezdy, kde je oveľa horúcejšie, jej východzí materiál obsahuje viac prvkov v plynnej fáze. Z modelov vyplýva zloženie značne odlišné od „normálnych“ super-Zemí. Popri horčíku a kremíku dominujú vápnik a hliník, železa je málo.

„Planéta preto nemôže mať magnetické pole ako Zem,“ vysvetlila Caroline Dornová. Takisto inakším spôsobom chladne, v porovnaní s planétou, ktorá má železné jadro. Podľa toho sa aj musia inak – fyzikálne, chemicky, geologicky i časovo – vyvíjať podmienky na jej povrchu.

Poklady v Rakovi a Vodnárovi

Z výpočtov vyšlo, že také super-Zeme by mali mať o 10 až 20 percent nižšie hustoty ako Zem. To sa dá vysvetliť aj inak – napríklad hustou atmosférou, alebo oceánmi, vody či magmy. Vedci ale iné vysvetlenia po porovnaní s pozorovaniami exoplanét vylúčili.

Predmetné pozorovania sa týkajú ďalších dvoch cudzích svetov, ktoré spadajú do novej triedy super-Zemí. Ide o dve „éčka“. Jedným je exoplanéta 55 Cancri (Raka) e, druhou exoplanéta WASP-47 (súhvezdie Vodnára) e. Obe obiehajú svoje materské hviezdy tak blízko, že na ich povrchu panujú teploty takmer 3-tisíce stupňov. To vylučuje atmosféru i vodné oceány.

Medzery v tvare prstenca v plynovo-prachových diskoch mladých hviezd vznikajú pôsobením vznikajúcich planét, ktoré „vyčistili“ svoju obežnú dráhu od plynu prachu.
Čítajte aj Takto sa rodia planéty: Najdetailnejší pohľad na vznikajúce svety

Vesmírne „zlacnenie“

Teplota na HD 219134 b je nižšia. Preto sa spočiatku uvažovalo o povrchových oceánoch. No porovnanie s vlastnosťami druhej objavenej planéty v sústave tejto hviezdy také riešenie dosť spochybnilo. Stále zostáva v hre vysvetlenie nízkej hustoty spomenutými oceánmi magmy.

Je ale menej pravdepodobné, ako vysoký obsah vápnika a hliníka. Nad nočnej oblohe sa tak naozaj môžu trblietať drahokamy! Aj keď nie najcennejšie, diamanty. „Z diamantovej planéty sme urobili iba zafírovú a rubínovú,“ konštatovala na záver Caroline Dornová.

Štúdiu uverejnil vedecký časopis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Správu o nej vydala aj Zürišská univerzita.

Diskusia 6 Príspevkov