Student World

***tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 47/2010

Díky tomu nyní víme, že atmosféra je buď tvořena převážně vodní párou, a nebo planetu zakrývá hustá vrstva oblačnosti či mlhy. Výsledky byly zveřejněny v časopise Nature 2. prosince 2010.

Planeta GJ 1214b byla objevena v roce 2009 pomocí spektrografu HARPS a dalekohledu ESO o průměru primárního zrcadla 3,6 m, který se nachází na observatoři La Silla v Chile (eso0950) [1]. Již první pozorování naznačovala, že těleso by mohlo mít atmosféru. Tento předpoklad se nyní podařilo potvrdit týmu astronomů pod vedením Jacoba Beana (Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics), který pro další průzkum atmosféry použil spektrograf FORS a dalekohled ESO/VLT.

“Toto je první super-Země, u které se podařilo prozkoumat její atmosféru. Jedná se o důležitý milník na cestě k určení charakteristických vlastností jednotlivých exoplanet,” říká Bean.

Planeta GJ 1214b má průměr 2,6krát větší než Země a je asi 6,5krát hmotnější, což ji řadí do třídy exoplanet známých jako super-Země. Její mateřská hvězda se nachází 40 světelných let od nás směrem do souhvězdí Hadonoše (Oph). Jedná se o slabou, a také malou stálici, což znamená, že planeta sama je poměrně velká při porovnání s diskem hvězdy, což významně ulehčuje její studium [3]. Planeta přechází přes disk hvězdy každých 38 hodin a obíhá ve vzdálenosti pouhých 2 milionů km, tedy asi 70krát blíže než Země kolem Slunce.

Atmosféru planety astronomové zkoumali tak, že sledovali světlo hvězdy v okamžiku, kdy planeta přecházela přes její disk [4]. Během tohoto takzvaného ‚transitu‘ prochází část světla také atmosférou planety, což vede – v závislosti na složení atmosféry – k absorpci určitých vlnových délek záření. Naměřený výsledek se následně porovná s modelovými předpoklady pro různá možná atmosférická složení.

Předtím, než byla provedena tato nová pozorování, astronomové-teoretikové očekávali u GJ 1214b tři možné typy atmosfér. První, velmi přitažlivá varianta předpokládala, že planeta může být zahalena atmosférou bohatou na vodu, která se vyskytuje, při tak malé vzdálenosti od hvězdy, ve formě páry. Druhou možností byl kamenný svět s vodíkovou atmosférou a vysokou oblačností či zákalem, který brání průchodu světla. Poslední varianta popisuje planetu vzdáleně připomínající mini-Neptun – s malým kamenným jádrem a hlubokou atmosférou bohatou na vodík.

Provedená pozorování však neukázala typické známky přítomnosti vodíku, čímž byla vyloučena varianta 3. Atmosféra je tedy buď bohatá na vodní páru, a nebo planetu zakrývá vysoká oblačnost a mlha, jakou ve Sluneční soustavě známe z Venuše či Titanu, a která umně skrývá přítomnost vodíku v nižších vrstvách.

“Přestože nyní ještě nemůžeme přesně říci, jaké je složení atmosféry této konkrétní planety, jedná se o vzrušující krok kupředu, když jsme schopnosti u tak vzdáleného světa zúžit výběr možných variant na dvě – atmosféru bohatou na páru či planetu zakrytou vysokou oblačností,“ říká Bean. „Pro definitivní určení, jaký typ atmosféry se nachází na planetě GJ 1214b, je potřeba provést další pozorování ve vlnových délkách infračerveného záření.“

Poznámky

[1] Dne 19. listopadu 2010 dosáhl počet potvrzených známých exoplanet 500. Číslo se však stále mění, aktuální počet můžete sledovat na stránkách http://exoplanet.eu/catalog.php.

[2] Pokud by se hvězda GJ 1214 nacházela ve stejné vzdálenosti jako Slunce, byla by 300krát slabší.

[3] Jelikož hvězda GJ1214 je poměrně slabá – ve viditelném světle asi 100krát slabší než mateřské hvězdy dvojice nejstudovanějších exoplanet typu ‘horký Jupiter’ – byla obrovská sběrná plocha dalekohledu VLT rozhodujícím faktorem pro získání dostatečného signálu a provedení potřebných měření.

[4] Složení atmosféry planety GJ 1214b bylo zkoumáno pomocí dalekohledu VLT a spektrogorafu FORS, který je schopen provést velmi citlivou spektroskopii v blízké infračervené části spektra. FORS byl jedním z prvních přístrojů instalovaných na VLT.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

autor Jiří Srba