Czego tak naprawdę najbardziej wyczekują zarówno astronomowie badający planety pozasłoneczne, jak i szeroka opinia publiczna? Oczywiście odkrycia planety skalistej, na której istnieje obca zaawansowana cywilizacja. Jeżeli to nie jest możliwe, to niech to będzie odkrycie planety skalistej z jakimkolwiek życiem na powierzchni. Jeżeli natomiast to jest niemożliwe, to niech chociaż będzie planeta skalista, na której powierzchni istnieją warunki sprzyjające powstaniu życia. O! I o takiej planecie już możemy mówić. Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a właśnie poinformowali o odkryciu najmniejszej dotąd planety pozasłonecznej, w której atmosferze potwierdzono obecność pary wodnej. Planetą tą jest GJ 9827 d, której średnicę oszacowano na dwie średnice Ziemi.
To pierwszy przypadek bezpośredniego zaobserwowania pary wodnej w atmosferze planety skalistej. Naukowcy wskazują, że jest to niezwykle ważny krok na drodze do ustalenia, jak często para wodna występuje w atmosferach planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce w naszej galaktyce.
Warto jednak tutaj zaznaczyć, że jak na razie nie wiadomo na pewno, czy Hubble odkrył niewielką ilość pary wodnej w atmosferze bogatej w wodór, czy też atmosfera planety składa się głównie z wody, która jest pozostałością po pierwotnej atmosferze wodorowo-helowej, która z czasem została odparowana przez promieniowanie gwiazdy macierzystej.
„Nasz program obserwacyjny został zaprojektowany specjalnie z myślą nie tylko o wykryciu cząsteczek w atmosferze planety, ale także z myślą o poszukiwaniu pary wodnej. Każdy wynik pozytywny byłby ekscytujący, niezależnie od tego, czy w atmosferze dominowałaby para wodna, czy też byłaby jedynie niewielkim elementem atmosfery zdominowanej przez wodór”
– mówi główny autor artykułu naukowego, Pierre-Alexis Roy z Université de Montréal.
„Do tej pory nie byliśmy w stanie bezpośrednio wykryć atmosfery tak małej planety. Teraz jednak to się zmienia” – dodaje Benneke. „W pewnym momencie, podczas badania tych mniejszych planet, musi nastąpić ten czas, w którym na planetach nie ma już wodoru, a ich atmosfery bardziej przypominają Wenus, w atmosferze której dominuje dwutlenek węgla”.
Ponieważ planeta GJ 9827d jest tak gorąca jak Wenus i ma temperaturę około 425 stopni Celsjusza, z pewnością byłby niegościnnym, parnym światem, gdyby atmosfera składała się głównie z pary wodnej.
W tej chwili zespołowi badawczemu pozostały dwie możliwości. Planeta wciąż posiada bogatą w wodór otoczkę wypełnioną wodą, co by oznaczało, że jest minineptunem, albo jest to cieplejsza wersja Europy, lodowego księżyca Jowisza, który ma pod skorupą dwa razy więcej wody niż wszystkie oceany na Ziemi. Planeta GJ 9827d może składać się w połowie z wody, w połowie ze skał. Możliwe zatem, że to mała planeta skalista z rozległą atmosferą z pary wodnej.
Jeśli planeta posiada resztkową atmosferę bogatą w wodę, oznaczałoby to, że uformowała się dalej od swojej gwiazdy macierzystej, gdzie temperatura jest niska, a woda jest dostępna w postaci lodu, nie tak jak w jej obecnym położeniu. W tym scenariuszu planeta przeniosłaby się bliżej gwiazdy i naraziła się na znacznie więcej promieniowania. W nowym położeniu wodór jest tam ogrzewany i ucieka z okowów słabej grawitacji planety. Alternatywna teoria głosi, że planeta powstała blisko gorącej gwiazdy, a w jej atmosferze znajdowały się śladowe ilości wody.
W ramach badań naukowcy obserwowali planetę za pomocą Hubble’a podczas 11 tranzytów rozłożonych na trzy lata. Podczas tranzytów światłom emitowane przez gwiazdę macierzystą przenika przez atmosferę planety i niesie ze sobą widmowy odcisk związków chemicznych tworzących tę atmosferę. Jeśli na planecie znajdują się chmury, są one na tyle nisko w atmosferze, że nie zasłaniają całkowicie widoku atmosfery obserwowanego przez Hubble’a, a Hubble jest w stanie dostrzec parę wodną ponad chmurami.
Odkrycie Hubble’a otwiera drzwi do bardziej szczegółowych badań planety. Jest dobrym celem dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który będzie w stanie wykonać widmo atmosfery w podczerwieni w celu poszukiwania innych związków chemicznych.
GJ 9827d została odkryta przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Keplera w 2017 roku. Okrąża czerwonego karła w czasie 6,2 dnia. Gwiazda GJ 9827 znajduje się 97 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Ryb.