Predpoveď počasia pre lávovú planétu K2-141b: kamenný dážď a nadzvukové vetry
Marcel Škreka - 2020-11-23

Umelcova predstava ukazuje lávovú planétu CoRoT-7b, ktorá je tak blízko k jej materskej hviezde, že na jej povrchu panujú extrémne podmienky. Kredit: ESO / L. Calcada.

Medzinárodný tím astronómov sa pomocou počítačových simulácií pokúsil zistiť, aké počasie panuje na K2-141b. K2-141b je exoplanéta veľkosti Zeme, kde pravdepodobne zúri vietor, ktorého rýchlosť presahuje 5000 km/h, vyparujú sa a pršia horniny a oceán lávy dosahuje hĺbku 100 km. 


Lávové planéty sú skupinou kamenných planét, ktoré obiehajú tak tesne okolo svojich materských hviezd, že časti ich povrchov sú roztavené.


Teploty na denných stranách týchto planét sú dostatočne vysoké, aby si udržali atmosféru pozostávajúcu z vyparených hornín.


Teoretické práce zaoberajúce sa podmienkami na lávových planétach s ich pomerne prchavými sodíkovými atmosférami boli publikované pre exoplanéty CoRoT-7b, Kepler-10b, 55 Cnc e, KIC 12556548 a HD 219134b. Táto práca je prvou, ktorá sa zaoberá predpoveďami počasia na K2-141b, ktoré by sa malo dať overiť pozorovaniami ďalekohľadmi novej generácie, medzi ktoré bude patriť napr. Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba (James Webb Space Telescope).


Vedci zistili, že približne dve tretiny planéty sú neustále osvetlené, teda nie je tomu tak, ako sme zvyknutí u nás na Zemi. Na dennej strane môžu teploty dosahovať až 3000°C čo postačuje nie len na roztavenie skál, ale aj ich vyparenie. Nad určitými časťami planéty tak môže vzniknúť tenká atmosféra rozkladajúca sa do určitej vzdialenosti za hranicu pobrežia oceánu lávy. Na nočnej strane planéty však klesajú teploty pod -200°C.


Tak ako na Zemi existuje vodný cyklus s vyparujúcou sa vodou, ktorá stúpa do atmosféry, kde kondenzuje a padá späť na povrch v podobe dažďa alebo snehu, tak na tejto planéte prší sodík (Na), oxid kremnatý (SiO) a oxid kremičitý (SiO2).


Na Zemi steká voda späť do oceánov, kde sa zasa odparí a cyklus sa opakuje. Na  K2-141b sú vyparené horniny odviate nadzvukovými vetrami nad mrazivú nočnú stranu planéty, kde kondenzujú a pršia do oceánu lávy. Následne tečú späť na horúcu dennú stranu planéty, kde sa zasa vyparia. 


Cyklus na K2-141b pravdepodobne nie je tak stabilný ako vodný cyklus na Zemi, lebo spätné prúdy v oceáne lávy smerujúce na dennú stranu sú pomalé. Z toho vyplýva, že mineralogické zloženie povrchových častí planéty a atmosféry sa v priebehu času mení.


Všetky kamenné planéty vrátane Zeme začínali ako roztavené svety, ale následne rýchlo ochladli a stuhli. Lávové planéty nám poskytujú vzácny okamih tejto fázy planetárneho vývoja.