Astronomi su godinama polazili od pretpostavke da planeti nastali oko iste zvijezde nose kemijski potpis materijala iz kojeg je nastala i sama zvijezda, ali za svjetove izvan Sunčeva sustava to nikada nije bilo izravno potvrđeno. Sada je taj nedostajući dokaz stigao s planeta WASP-189b, golemog i ekstremno užarenog plinovitog diva udaljenog gotovo 320 svjetlosnih godina u zviježđu Vage, čija atmosfera pokazuje isti omjer magnezija i silicija kao i njegova matična zvijezda. Rezultat, objavljen u časopisu Nature Communications, važan je jer učvršćuje jedno od temeljnih polazišta na kojem se danas grade modeli nastanka planeta i procjene nastanjivosti stjenovitih svjetova.
Planet koji isparava stijene
WASP-189b pripada skupini takozvanih ultravrućih Jupitera, planeta toliko užarenih da se u njihovim atmosferama u plinovitom obliku mogu pojaviti i elementi važni za građu stijena i minerala, poput magnezija, silicija i željeza. Upravo zato takvi svjetovi daju rijetku priliku da se spektroskopijom, metodom kojom se svjetlost razlaže na valne duljine radi prepoznavanja kemijskih tragova, izravno očita njihov sastav.
Međunarodni tim predvodio je Jorge Antonio Sanchez, diplomski student na Državnom sveučilištu Arizone, a WASP-189b promatrali su teleskopom Gemini South u Čileu, jednom od dvaju teleskopa Međunarodnog opservatorija Gemini. Ključnu ulogu imao je visokorezolucijski instrument IGRINS, punim nazivom Immersion GRating INfrared Spectrograph, koji je omogućio nešto što dosad nije bilo izvedeno: istodobno mjerenje plinovitog magnezija i silicija u atmosferi jednog egzoplaneta.
Podaci su pokazali da WASP-189b dijeli isti omjer magnezija i silicija kao njegova zvijezda. To je prvo opažačko potvrđivanje ideje koja se dugo smatrala razumnom, ali je izvan našeg planetarnog sustava ostajala nedokazana. Chris Davis, programski direktor američke Nacionalne zaklade za znanost za NOIRLab, istaknuo je da upravo ovakvi rezultati pokazuju koliko daleko Gemini može otići u proučavanju iznimno raznolikog svijeta egzoplaneta.
Zašto je to važno
Znanstvenici već dugo smatraju da vanjski plinoviti slojevi vrućih divova odražavaju kemiju protoplanetarnog diska, odnosno diska plina i prašine iz kojeg su nastali. Budući da su i zvijezda i taj disk rođeni iz istog primordijalnog oblaka tvari, pretpostavljalo se da omjer elemenata koji grade stijene u disku odgovara omjeru u samoj zvijezdi. Do sada se ta veza uglavnom oslanjala na mjerenja iz Sunčeva sustava. Na drugim planetima nije bila izravno opažena.
To je posebno važno zato što se upravo na toj vezi temelji velik dio današnjih procjena sastava stjenovitih egzoplaneta. Ako se iz sastava zvijezde može pouzdano zaključivati o količini ključnih elemenata u planetima koji je okružuju, tada se mnogo sigurnije mogu procjenjivati i geokemijski uvjeti na tim svjetovima. A oni nisu sporedna pojedinost. Na Zemlji su upravo elementi koji grade stijene povezani sa zaštitnim magnetskim poljem, tektonikom ploča te oslobađanjem kemijskih spojeva nužnih za održavanje života u atmosferi, oceanima i tlu.
Upravo zato ovo otkriće prelazi granice same teorije nastanka planeta i ulazi u samo središte astrobiologije. Kako se istraživanja sve više okreću stjenovitim egzoplanetima i pitanju pod kojim uvjetima oni mogu biti nastanjivi, svako opažanje koje potvrđuje odnos između sastava zvijezde i sastava planeta postaje temeljno. Michael Line, suautor rada i profesor na Državnom sveučilištu Arizone, naglasio je da su zemaljski visokorezolucijski spektrografi već sada sposobni prepoznati ključne elemente poput magnezija i silicija, osnovnih građevnih blokova stjenovitih planeta.
Takva mjerenja zasad su moguća samo teleskopima na Zemlji s vrlo visokom spektralnom razlučivošću, ali smjer je jasan. Daljnja opažanja atmosfera egzoplaneta na više valnih duljina i s još većom preciznošću trebala bi otkriti mnogo širi kemijski inventar tih dalekih svjetova. Time će se jasnije vidjeti ne samo kako planeti nastaju i kako se mijenjaju kroz vrijeme, nego i gdje bi među njima uopće mogli postojati uvjeti pogodni za život.
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.
