Ekstrēmais kosmoss: Neparastas citplanētas ar laikapstākļiem, kādi varētu valdīt ellē

Šo pasauli atklāja 2013. gadā, bet 2020. gadā daudz cītīgāk izpētīja ar Ļoti lielā teleskopa (VLT – Very Large Telescope) instrumentu ESPRESSO. Planēta WASP-76b atrodas ap 650 gaismas gadu attālumā F tipa zvaigznes BD+01 316 sistēmā. Planēta ir tā sauktais karstais Jupiters – liela gāzu planēta (ap 0,92 no mūsu Saules sistēmas Jupitera masas). Atšķirībā no Jupitera, WASP-76b ap savu zvaigzni riņķo ļoti tuvu un vienu apli veic 1,8 Zemes dienās. Būtiska iezīme – šīs planētas rotācijas ātrums ap savu asi ir izlīdzināts ar ātrumu, kādā planēta apriņķo zvaigzni, tādējādi pret zvaigzni vienmēr pavērsta viena un tā pati planētas puse, gluži kā no Zemes varam vērot tikai vienu Mēness pusi. Un šī īpašība arī padara WASP-76b par tik ekstrēmu vietu.

Proti, mūžīgās dienas pusē temperatūra sasniedz pat 2500 grādus pēc Celsija, iespējams, arī vairāk. Spektroskopiskā analīze liecina, ka planētas sastāvā ir tādi elementi kā jonizēts litijs, nātrijs, magnijs, mangāns, kālijs, dzelzs un citi. Milzīgā svelme ir pietiekama, lai daļa metālu ne tikai izkustu, bet arī iztvaikotu. Savukārt zvaigznes neapspīdētajā jeb mūžīgās nakts pusē temperatūra ir krietni zemāka – ap 1500 grādiem.

"Šis, visticamāk, ir viens no ekstrēmākajiem klimatiem, kādu esam konstatējuši uz citplanētas. Nāksies paplašināt mūsu izpratni par to, kas tad īsti ir klimats, planētu atmosfēra, lai izprastu šo objektu," vietnei "Space.com" tolaik atzina viens no pētījuma autoriem un Ženēvas Universitātes asociētais profesors Dāvids Ērenreihs.

Ar ESPRESSO veiktā spektroskopiskā analīze liecina, ka mijkrēšļa zonā, proti, vietā, kur uz WASP–76b mūžīgā diena pāriet mūžīgajā naktī, ir tostarp arī iztvaikojuša dzelzs klātbūtne, bet nakts pusē dzelzs tvaiki vairs netiek fiksēti. "Tur notiek kaut kas tāds, kas liek dzelzij pazust," skaidro Ērenreihs.

Pašreiz labākais izskaidrojums, ko astronomi liek galdā, ir – pamatīgo temperatūru atšķirību dēļ radies spēcīgais vējš un planētas rotācija palīdz nogādāt iztvaikojušo dzelzi no planētas karstās jeb dienas puses uz nakts pusi, kur temperatūra jau ir gana zema, lai dzelzs tvaiks kondensētos un burtiski lītu ldzelzs sulfīda un dzelzs hidrīda lietus.

Plašāk par šo neparasto planētu un Ērenreiha darbu var lasīt publikācijā zinātniskajā izdevumā "Nature".

Vēl viena citplanēta, kas būtu pagalam nepiemērota kosmiskam atvaļinājumam, ir HD 189733b. Šī planēta mums atrodas daudz tuvāk – "tikai" 65 gaismas gadu attālumā. Tā tika atklāta jau 2005. gadā. Tā ir nedaudz lielāka par Jupiteru un arī atrodas ļoti tuvu savai zvaigznei. Apriņķošanas periods ir nedaudz ilgāks nekā WASP-76b, proti, 2,2 dienas, bet arī šī, gluži kā vairums tā saucamo karsto Jupiteru, ir mūžīgi pavērsusi pret zvaigzni vienu un to pašu pusi, attiecīgi arī tai ir pastāvīga dienas un pastāvīga nakts puse.

No malas skatoties, HD 189733b varētu šķist kā skaista, mierpilna pasaule. Kaut kas līdzīgs gigantiskai Zemei, ja to viscaur būtu apņēmuši okeāni, sniega klajumi un ledāji. Patiesībā zilā nokrāsa neliecina par mierpilniem okeāniem, bet visai nāvējošiem laikapstākļiem. Šobrīd planētu pētnieki uzskata, ka uz HD 189733b valda vēji ar ātrumu pat 9000 kilometri stundā jeb apmēram 2,5 kilometri sekundē. Tas ir septiņreiz ātrāk par skaņas ātrumu. Ko šis vējš pūš? Izkusuša stikla lietu. Gandrīz vai horizontāli. Nākamreiz, kad šķendēsies par iekļūšanu lietusgāzē uz Zemes, atceries šo un pasaki paldies, ka lāses ir no ūdens!

HR 5183b ap savu zvaigzni riņķo 102 gaismas gadu attālumā no mums. Tā apstiprināta vien 2019. gadā un tiek klasificēta kā Superjupiters, proti, gāzu planēta, kas ir krietni lielāka par Jupiteru. Šajā gadījumā planētai ir vismaz trīs Jupitera masas. Kas to padara interesantu? Tā ir HR 5183b neparastā orbīta.

Saules sistēmā planētas ap Sauli riņķo caurmērā vienā plaknē (ar nelielām nobīdēm). Izņēmums ir Plutons, kura orbīta no šīs plaknes novirzīta par 17 grādiem, bet – Plutons arī jau 15 gadus neskaitās planēta. Tāpat arī planētu orbītas Saules sistēmā ir caurmērā ir ar mazu ekscentritāti, turpretī HR 5183b orbīta ir ļoti izstiepta un atgādina olas formu. Ja šo planētu ievietotu Saules sistēmā, perihēlijā (Saulei tuvākajā orbītas punktā) HR 5183b mūsu zvaigznei būtu tuvāk nekā šobrīd Jupiters, bet afēlijā – tālāk par Neptūnu.

Astronomiem, lai atklātu šo planētu, bija nepieciešami dati, kas iegūti novērojumos 20 gadus ilgā laika periodā. HR 5183b atklāta, fiksējot ļoti nelielas šīs zvaigznes svārstības abu debess ķermeņu gravitācijas mijiedarbības rezultātā. Kaut kopš pirmajiem šīs zvaigznes novērojumiem pagājušas vairākas desmitgades, vienu pilnu apli ap zvaigzni mēs vēl neesam sagaidījuši. Pašreizējās aplēses liecina, ka HR 5183b nepieciešami n 45 līdz 100 Zemes gadiem, lai apriņķotu savu zvaigzni.

Kepler-10b riņķo ap zvaigzn, kas ir diezgan līdzīga mūsu Saulei, taču dara to daudz tuvāk nekā Saulei tuvākā planēta Merkurs. Divdesmit reižu tuvāk. Atšķirībā no karstajiem Jupiteriem, šī nav gāzu, bet gan cietzemes planēta. Un tāpēc, ņemot vērā tās tuvumu zvaigznei, planēta faktiski ir lavas pasaule. Turklāt lava uz Kepler-1-b ir daudz, daudz karstāka nekā lava uz Zemes.
Intensīvais starojums no zvaigznes ir "izģērbis" planētu – tai vairs nav savas atmosfēras. Bez atmosfēras, kas to pasargātu, lādētu daļiņu plūsma no zvaigznes (zvaigznes vējš) daļu šīs lavas burtiski aizpūš kosmiskajā telpā. Planētai ir ugunīga "aste".

Kepler-10b ir pirmā cietzemes planēta, kas atrasta ar Keplera kosmisko teleskopu, taču ne vienīgā. Novērojumi ar Keplera kosmisko teleskopu 2013. gadā ļāva atklāt planētu Kepler-78b, kas, līdzīgi kā Kepler-10b, arī ir klāta ar izkusušiem iežiem, proti, lavas pasaule. Tā savai zvaigznei ir vēl tuvāk nekā Kepler-10b un pilnu riņķi ap zvaigzni veic vien stundu laikā.

Arī uz šīs planētas valda neizturama svelme – ap 2300 grādu pēc Celsija. Taču 55 Cancri e interesantākā īpašība ir kas cits. Izmēra ziņā tā ir klasificējama kā Superzeme jeb planēta, kas ir lielāka par Zemi, bet daudz mazāka par lielajām gāzu planētām. 55 Cancri e diametrs ir aptuveni divas reizes lielāks nekā Zemes diametrs, taču masa… iespaidīgas deviņas reizes lielāka.

Sākotnēji tika domāts, ka tā ir neliela gāzu planēta vai liela cietzemes planēta. 2011. gadā, novērojot planētas pāreju pāri zvaigznes diskam, astronomi varēja precīzāk aprēķināt tās blīvumu. Šī planēta ir blīva, ļoti blīva, tāpēc astronomi izvirzījuši hipotēzi, ka tās sastāvā varētu būt ļoti daudz oglekļa. Augstās temperatūras un lielā spiediena ietekmē planētas iekšienē daļa oglekļa varētu eksistēt grafīta un arī dimanta veidā. Protams, tā aizvien ir tikai versija, un kopš 2004. gada, kad šī planēta atklāta, astronomi un planētu pētnieki cītīgi debatējuši un strīdējušies par šo teoriju. Pagaidām to nevar nedz apstiprināt, nedz noraidīt – nepieciešami detalizētāki dati, kas iegūti atkārtotos novērojumos.

Taču doma vien, ka kaut kur ap kādu tālu zvaigzni varētu riņķot planētas, kas burtiski lielā mērā sastāv no dimanta, ir elpu aizraujoša.