IZGLEDA da dva planeta koja orbitiraju oko sićušne zvijezde udaljene od nas 218 svjetlosnih godina ne nalikuju ni jednome u našem Sunčevom sustavu. Egzoplanete Kepler-138c i Kepler-138d imaju polumjer oko 1.5 puta veći od Zemljinog i izgleda da se sastoje od guste, zaparene atmosfere i nevjerojatno dubokih oceana.
"Ranije smo smatrali da su planeti koji su nešto veći od Zemlje zapravo velike kugle od metala i kamena, poput smanjenih verzija našeg planeta, i zato smo ih nazvali super-Zemlje", rekao je astronom Björn Benneke sa Sveučilišta Montreal.
"Međutim, izgleda da se ova dva planeta, Kepler-138c i d, prilično razlikuju od tog koncepta: veliki dio njihovog cjelokupnog volumena vjerojatno se sastoji od vode. Ovo je prvi put da smo uočili planete za koje možemo pouzdano reći da su svojevrsni vodeni svjetovi", dodao je.
Kako izračunavamo gustoću egzoplaneta
Određivanje od čega se sastoje planeti izvan Sunčevog sustava, odnosno egzoplaneti, obično zahtijeva dosta detektivskog rada. Vrlo su daleko i vrlo slabog sjaja u usporedbi sa svjetlošću zvijezda oko kojih kruže. Vrlo je teško dobiti izravne slike, a ako ih i snimimo, ne vidimo na njima puno detalja.
Stoga se sastav egzoplaneta obično određuje na temelju njegove gustoće, koja se izračunava pomoću dva parametra - pada sjaja zvijezde prilikom tranzita planeta i radijalne brzine zvijezde, odnosno takozvanog kolebanja, piše Science Alert.
Količina svjetlosti koja se blokira za vrijeme tranzita nam ukazuje na veličinu egzoplaneta, a radijalna brzina zvijezde na njegovu masu. Naime, radijalnu brzinu inducira gravitacijski učinak egzoplaneta na zvijezdu pa se preko toga može odrediti masa samog planeta. A kada imate veličinu i masu objekta, možete izračunati njegovu gustoću.
"Zamislite veće verzije Europe ili Enkelada, ali mnogo bliže zvijezdi od Zemlje"
Plinoviti svjetovi, poput Jupitera, imat će relativno malu gustoću, a stjenoviti svjetovi bogati metalima će imati veću. S 5.5 grama po kubnom centimetru, Zemlja je najgušći planet u našem Sunčevom sustavu; Saturn ima najmanju gustoću - 0.69 grama po kubnom centimetru.
Podaci o tranzitu pokazuju da Kepler-138c i Kepler-138d imaju polumjere koji su 1.51 put veći od Zemljinog, a njihov gravitacijski učinak da su dva puta masivniji od našeg planeta.
To znači da im gustoća iznosi oko 3.6 grama po kubnom centimetru; što je po gustoći između stjenovitog i plinovitog svijeta. Sličnu gustoću ima Jupiterov mjesec Europa (3 grama po kubnom centimetru) za koji se smatra da ispod ledene kore skriva ogroman ocean.
"Zamislite veće verzije Europe ili Enkelada, mjeseca bogatih vodom koji kruže oko Jupitera i Saturna, ali su mnogo bliže njihovoj zvijezdi. Umjesto ledene površine, Kepler-138c i d okružuje vodena para", rekla je astrofizičarka Caroline Piaulet sa Sveučilišta Montreal.
Oceani od superkritične tekućine
Prema modelu stručnjaka, više od 50 posto volumena ovih egzoplaneta čini voda koja se proteže do dubine od oko 2000 kilometara. Oceani na Zemlji, za usporedbu, imaju prosječnu dubinu od 3.7 kilometara.
Kepler-138c i Kepler-138d mnogo su bliže svojoj zvijezdi od Zemlje, tako da su dosta topliji. Jedan obiđe crvenog patuljka za 13, a drugi za 23 dana. To znači da oceani i atmosfere na ovim svjetovima vjerojatno ne nalikuju onima na našem planetu.
"Temperatura u atmosferama Kepler-138c i Kepler-138d vjerojatno je iznad točke vrenja vode, tako da se tamo, izgleda, nalazi jako gusta atmosfera sačinjena od pare. Ispod takve atmosfere se potencijalno nalazi tekuća voda pod visokim tlakom ili čak voda u drugoj fazi koja se javlja pri visokim tlakovima, a koja se naziva superkritična tekućina."
Istraživanje naziva Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-Earth-radius planet objavljeno je u časopisu Nature Astronomy.