Astronomi su na egzoplanetu Epsilon Indi Ab, jednom od najuvjerljivijih poznatih pandana Jupiteru izvan Sunčeva sustava, pronašli znakove guste i neujednačene naoblake. Nove opservacije svemirskog teleskopa James Webb upućuju na to da bi se u njegovoj atmosferi mogli nalaziti oblaci vodenog leda, što se ne uklapa sasvim u očekivanja dosadašnjih modela.
Otkriće je važno i zbog šire slike. Pokazuje da su istraživači sve bliže detaljnijem proučavanju hladnih plinovitih divova sličnih onima u našem sustavu, ali i da će teorijski modeli atmosfera morati postati znatno složeniji nego što su danas.
Rezultati rada koji je vodila Elisabeth Matthews s Instituta Max Planck za astronomiju objavljeni su u časopisu Astrophysical Journal Letters. U središtu istraživanja nalazi se planet Epsilon Indi Ab, koji kruži oko zvijezde Epsilon Indi A i po nekim svojim svojstvima podsjeća na Jupiter, ali je od njega ujedno i znatno masivniji.
Hladan div kakav astronomi dugo pokušavaju uhvatiti
Velik dio atmosfera egzoplaneta koje je James Webb dosad proučavao pripadao je vrlo toplim plinovitim divovima, planetima koji kruže vrlo blizu svojim zvijezdama. Razlog nije u tome što su takvi svjetovi nužno najzanimljiviji, nego u tome što ih je najlakše istraživati metodama koje ovise o prolasku planeta ispred zvijezde gledano sa Zemlje.
Epsilon Indi Ab zato je posebno zanimljiv. On ne pripada toj skupini užarenih plinovitih divova, nego hladnijim i udaljenijim planetima koji su po ukupnoj slici bliži Jupiteru. Upravo takvi objekti dugo su ostajali izvan dosega detaljnijih atmosferskih analiza.
Planet kruži oko svoje zvijezde na udaljenosti približno četiri puta većoj od one na kojoj Jupiter kruži oko Sunca. Zvijezda Epsilon Indi A pritom je nešto manja i hladnija od Sunca, pa je i sam planet razmjerno hladan. Procjene govore o temperaturi između oko 200 i 300 kelvina, odnosno otprilike od -70 do +20 Celzijevih stupnjeva.
To je ipak više nego na Jupiteru, čija temperatura iznosi oko 140 kelvina, no istraživači smatraju da Epsilon Indi Ab još uvijek zadržava dio topline iz faze svojega nastanka. S vremenom bi se, tijekom milijardi godina, taj planet trebao postupno hladiti.
Nova analiza pokazuje i da planet ima masu od oko 7,6 Jupiterovih masa, dok mu je promjer približno jednak Jupiterovu. Drugim riječima, riječ je o objektu koji je mnogo teži od Jupitera, ali ne i razmjerno veći.
Što je otkrio signal amonijaka
Kako bi uopće mogli proučavati tako slab objekt uz mnogo sjajniju zvijezdu, astronomi su se poslužili instrumentom MIRI na teleskopu James Webb i njegovim korongrafom, uređajem koji prigušuje svjetlost zvijezde kako bi se izdvojio signal planeta.
Ključne su bile opservacije na vrlo određenim infracrvenim valnim duljinama. Tim je nova mjerenja na 11,3 mikrometra usporedio s ranijim podacima na 10,6 mikrometara, prikupljenima još 2024. godine. Upravo je ta usporedba omogućila procjenu količine amonijaka u atmosferi planeta.
Tu je uslijedilo iznenađenje. Prema dosadašnjim očekivanjima, Epsilon Indi Ab trebao je pokazivati izraženiji trag amonijaka u gornjim slojevima atmosfere. Umjesto toga, istraživači su dobili slabiji signal nego što su modeli predviđali.
Najuvjerljivije objašnjenje zasad je prisutnost debelih, ali ne posve ujednačenih oblaka vodenog leda. Takvi oblaci mogli bi djelomično prikrivati kemijski potpis atmosfere i tako mijenjati sliku koju teleskop dobiva. Autori navode da bi po nekim svojstvima mogli podsjećati na visoke oblake u Zemljinoj atmosferi, iako je riječ o posve drukčijem planetarnom okruženju.
Problem nije u teleskopu, nego u modelima
Ovaj rezultat ne govori samo nešto novo o jednom egzoplanetu. Otvara i neugodnije pitanje za teoriju. Mnogi modeli atmosfera egzoplaneta koji su danas u širokoj uporabi uopće ne uključuju oblake, ponajprije zato što njihovo uključivanje znatno otežava izračune.
Upravo zato Epsilon Indi Ab postaje važan testni slučaj. Ako su oblaci doista prisutni u atmosferama hladnih plinovitih divova, tada pojednostavljeni modeli više neće biti dovoljni za ozbiljno tumačenje podataka.
To je ujedno i znak koliko se istraživanje egzoplaneta promijenilo. Prva velika etapa bila je obilježena samim otkrivanjem novih svjetova i određivanjem njihovih osnovnih svojstava, poput mase i promjera. S teleskopom James Webb otvorila se nova faza u kojoj astronomi mogu ulaziti dublje u kemijski sastav i strukturu njihovih atmosfera.
Epsilon Indi Ab pritom je posebno vrijedan jer pripada skupini hladnijih planeta koji su mnogo bliži Jupiteru nego većina dosad proučenih plinovitih divova. To još nije istraživanje planeta nalik Zemlji, ali jest važan korak prema metodama koje bi jednoga dana mogle poslužiti i za proučavanje manjih, stjenovitih svjetova.
Moguću potvrdu ovih rezultata mogla bi donijeti iduća velika misija. NASA-in svemirski teleskop Nancy Grace Roman, čije se lansiranje očekuje kasnije ove 2026. ili 2027. godine, trebao bi biti prikladan za izravnije proučavanje reflektirajućih oblaka vodenog leda na ovakvim planetima.
Do tada Matthews i njezini suradnici žele dobiti dodatno vrijeme za opservacije Jamesom Webbom i proširiti potragu na druge hladne planete nalik Jupiteru. Svaki novi takav objekt mogao bi pomoći da se jasnije vidi koliko su atmosfere tih dalekih svjetova doista složene i koliko će se postojeći modeli morati prilagoditi stvarnim podacima.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
