Ťažko nájdete exkluzívnejšiu skupinu kozmických telies. Len pätnásť takmer zo 4 200 doposiaľ objavených planét spĺňa parametre „supernapuchnutej“ exoplanéty. Navonok pripomínajú obry ako Jupiter alebo Saturn - tvorí ich prevažne plyn a dosahujú gigantické rozmery. V ich útrobách sa však odohráva čosi zvláštne. Čosi, pre čo sa celkom vymykajú všetkému, čo poznáme v slnečnej sústave.

Saturn je obzvlášť vhodný na porovnanie. Na pomery slnečnej sústavy je mimoriadne „riedky“ - jeho priemerná hustota je o niečo nižšia ako hustota vody. Ibaže okolo hviezdy Kepler 51 (asi 2 600 svetelných rokov od Zeme) obiehajú tri „supernapuchnuté“ svety, ktorých hustota je 20- až 30-krát nižšia ako hustota vody. Preto sa niekedy prirovnávajú k polystyrénu alebo k cukrovej vate.

„Tieto svety sú extrémnym príkladom, prečo sú exoplanéty také fascinujúce,“hovorí americká astrofyzička Zachory Berta-Thomp­sonová z Coloradskej univerzity v Bouldri. „Umožňujú nám skúmať svety, ktoré sú celkom odlišné od toho nášho, a zasadzujú planéty v slnečnej sústave do širšieho kontextu.“

Čo je vnútri?

Kľúč k vysvetleniu ohromného nepomeru medzi rozmermi a hmotnosťou „supernapuchnutých“planét sa podľa niektorých astronómov skrýva v atmosférach týchto čudesných svetov. Berta-Thompsonová s kolegami sa preto pokúsili v prenesenom aj doslovnom význame nazrieť do ich plynného obalu.

NEPRIEHĽADNÝ ZÁVOJ Atmosféru „supernapuchnutých“ planét zahaľuje vrstva metánu, preto museli
s výskumom pomôcť počítačové simulácie.
NEPRIEHĽADNÝ ZÁVOJ Atmosféru „supernapuchnutých“ planét zahaľuje vrstva metánu, preto museli s výskumom pomôcť počítačové simulácie.
Zdroj: NASA, JPL

Ako nazriete do atmosféry telies vzdialených tisíce svetelných rokov? Musíte byť kreatívny. Výskumníci pozorovali hviezdu Kepler 51 a čakali na tranzit jej planét, keď obiehajúci svet mierne cloní svoju materskú hviezdu. Časť svetla prechádza atmosférou a odnáša si akúsi chemickú značku: molekuly niektorých chemických látok blokujú konkrétne vlnové dĺžky, takže ak astrofyzici porovnajú svetelné spektrum hviezdy počas tranzitu exoplanéty a po jeho skončení, môžu určiť, aké hlavné zložky tvoria atmosféru tranzitujúcej planéty.

Záhadný závoj

Pozorovania dvojice planét Keplera 51 (b a d) však priniesli sklamanie. Vlnové dĺžky nič neprezradili, pretože vysoko v atmosférach oboch svetov sa očividne nachádza akási nepriehľadná vrstva. „Očakávali sme, že narazíme na vodu, ale nedokázali sme spozorovať žiadne signatúry tejto molekuly,“ hovorí členka výskumného tímu Jessica Libby-Robertsová.

„SUPERNAPUCHNUTÉ“ Planéty hviezdy Kepler 51 dosahujú takmer rozmery Jupitera, sú však stokrát menej hmotné.
„SUPERNAPUCHNUTÉ“ Planéty hviezdy Kepler 51 dosahujú takmer rozmery Jupitera, sú však stokrát menej hmotné.
Zdroj: NASA, ESA, AND L. HUSTAK AND J. OLMSTED

Astrofyzici sa teda obrátili na počítačové simulácie. Hľadali správnu kombináciu plynov, ktorá by viedla k veľkým rozmerom, nízkej hustote a nepriehľadnému závoju. Zistili, že atmosféru skúmaných planét zrejme tvorí vodík a hélium s vrstvou metánu. Nepriehľadný závoj z metánu existuje aj v slnečnej sústave. Zahaľuje mesiac Saturna Titan.

Rýchlo vyfučia

Výskumníci taktiež zistili, že atmosféry skúmaných svetov extrémne rýchlo unikajú do kozmického priestoru. Toto zistenie by mohlo vysvetliť, prečo sú „supernapuchnuté“ planéty také zriedkavé - krátko po vzniku doslovne vyfučia
ako nadrozmerný prepichnutý balón. Postupne z nich zostanú takzvané minineptúny, telesá väčšie ako Zem, ale menšie ako Neptún.

Výskumníci hovoria o veľkom šťastí, že planetárny systém Keplera 51 vznikol len pomerne nedávno (asi pred 500 miliónmi rokov). „Tieto planéty sú zvláštne preto, lebo ich pozorujeme v takej skorej fáze vývoja ako máloktoré iné,“ hovorí Zachory Berta-Thompsonová.