Vesmír je jistě plný překvapení. Například pouhých 218 světelných let severozápadně v souhvězdí Lyry byla nalezena dvojice vodních světů – Kepler-138c a Kepler-138d, které z velké části tvoří voda. To nás donutí přehodnotit dosavadní představy o planetách velikosti Země.
Kepler-138c a Kepler-138d byly původně nalezeny jako součást systému zkoumaného na základě Keplerova planetárního roku 2014. Do té doby se primární systém skládal ze tří planet, a to Kepler-138b, c a d. Následné studie pomocí Hubblova a Spitzerova přístroje, které provedla NASA, ukázaly, že c a d jsou tvořeny převážně vodou.
Když vědci zjišťovali, jak se velikost a hmotnost těchto planet srovnává se standardními modely, zjistili, že hustoty jsou mnohem nižší než průměrná hustota Země, což naznačuje, že až téměř polovinu objemu obou planet tvoří lehké materiály: těžší než H nebo He, ale mnohem lehčí než hornina, pravděpodobně voda.
„Původně jsme se domnívali, že planety o něco větší než naše Země jsou jako obrovské koule z hornin a kovů, dřívější verze našeho světa, jen o něco větší,“ vysvětluje Björn Benneke, profesor astrofyziky na Montrealské univerzitě. „Díky našemu modelu nyní chápeme, že se zdá, že je velká část tvořena vodou.“
Cizí megaoceány mimo Zemi
Tyto vodní světy navzdory svému názvu nejsou replikou Země, na jejich povrchu se nacházejí megaoceány, ale jejich vlastnosti jsou naprosto odlišné. Například planeta jako Kepler-138d má průměrnou teplotu atmosféry kolem 80 °C, zatímco Kepler-138c tuto hodnotu překračuje.
Předpokládá se, že obě mají extrémně hustou parní atmosféru. Voda může pod takovými atmosférami existovat pravděpodobně jako superkritická kapalina, což je stav, který existuje při velmi vysokém tlaku a teplotě a mísí vlastnosti kapalin a plynů. Caroline Piauletová, která je hlavní autorkou studie, vysvětlila:
„Představte si větší verze Europy nebo Enceladu, měsíců bohatých na vodu, které obíhají kolem Jupiteru a Saturnu, ale mnohem blíže ke své hvězdě. Místo zmrzlého povrchu budou mít takové planety pravděpodobně obří obálky z vodní páry.“
Přináší to nové poznatky o řadě planet, které jsme objevili. Takové planety nemusí mít žádnou možnost výskytu kapalné vody na skalnatém povrchu – pravděpodobně mimo svou obyvatelnou zónu – ale jejich složení je velmi bohaté na vodu, což z nich činí podmíněně možné objekty výzkumu v budoucnosti.
Dalším je objev planety Kepler-138e, která se zformovala v obyvatelné zóně planety Kepler-138, ale k poznání vlastností této planety je ještě dlouhá cesta, protože nebyly pozorovány žádné konkrétní tranzity.
Průlom v průzkumu temné energie
Dva další významné objevy – identifikace dvojčat vodních světů Kepler-138c a d a existence planet bohatých na vodu – nám ukazují, že existuje mnoho způsobů, jak se malé exoplanety mohou lišit od kamenných a kovových planet.
Byly nalezeny lákavé výsledky, nicméně ani Kepler-138c a d nejsou tak slibné: jejich vzájemná podobnost je tak nápadně blízká, jako by se jednalo o dvojčata (z hlediska velikosti a hmotnosti). Na opačném konci stupnice leží Kepler-138b, který byl nalezen nejblíže hvězdě a patří mezi nejmenší exoplanety, možná o velikosti Marsu.
Očekává se, že nové pozorovací nástroje a vědecké metody umožní vědcům přístup k dalším vodním světům v oblastech vzdálenějších od hvězd. Dosažené pokroky pravděpodobně povedou k růstu metod, které budou určovat vlastnosti exoplanet, jako je například detekce hmotnosti planet v systému Kepler-138.
Ta pokračuje metodou časové variace tranzitů. Malé časové rozdíly vznikají gravitační interakcí mezi planetami v systému. Detekce planet Kepler-138c a d představuje významný skok v našich kosmických znalostech týkajících se soustavy planetárních systémů. Tyto oceánské světy demonstrují jak možnost života, tak i záhadu vzniku planet. Zahajují éru exoplanet, která zahrnuje převratné objevy exoplanet, a díky moderním technologiím reformují pojetí planet a života ve vesmíru.