Extrémní svět: Exoplaneta, ze které unikají kovy

Extrémní svět: Exoplaneta, ze které unikají kovy
Sdílej
 
Astronomové objevili už tisíce planet mimo Sluneční soustavu. Mnohé z nich jsou skutečně extrémními světy. Mezi takové patří i WASP-121 b. Co o této pekelné planetě víme a jak se to vědcům podařilo zjistit?

 

Exoplanetu WASP-121 b se podařilo objevit už před pěti lety díky projektu WASP (Wide-Angle Search for Planets). V něm sada několika malých teleskopů v Jižní Africe a na Kanárských ostrovech pozoruje velkou část oblohy a měří jasnost desítek tisíc hvězd. Pokud před některou z nich přejde planeta, zastíní světlo hvězdy, což se projeví jako pokles jasnosti hvězdy.

Pekelný otisk

Dalekohledy WASP exoplanetu nevidí a nedokáže to ani třeba Hubbleův vesmírný dalekohled. Přesto umíme prozkoumat její atmosféru. Stačí rozložit světlo hvězdy na spektrum (v něm jsou tzv. spektrální čáry, které odpovídají jednotlivým chemickým prvkům) a počkat, až bude planeta přecházet před hvězdou. Světlo hvězdy projde atmosférou planety a ta v něm zanechá otisk.

Jupiter: Největší planeta odhaluje tajemství

Jupiter: Největší planeta odhaluje tajemství

Horký jupiter

WASP-121 b je horkým jupiterem. Zatímco Země obíhá okolo Slunce ve vzdálenosti necelých 150 milionů kilometrů, WASP-121 b se pohybuje jen 4 miliony kilometrů od své hvězdy. Maximální teplota na ní dosahuje 3. tisíc stupňů Celsia. Planeta je o něco hmotnější než náš Jupiter, ale je dvakrát větší. Extrémní teplota ji doslova nafukuje.

Kovové plyny

Průzkum atmosféry WASP-121 b ukázal, že se v ní nachází kromě vodíku také další prvky, jako jsou hořčík, sodík, vápník, chrom, železo, nikl a vanad. Všechny prvky kromě vodíku a hélia označují vědci jako kovy. Zajímavý je především objev vanadu. Ten dokáže za určitých teplotních podmínek pohlcovat velké množství záření, což usnadňuje jeho pozorování – a pravděpodobně zanechává hodně velké otisky.

Vlevo je spektrum hvězdy v době, kdy k nám přichází i záření od planety, uprostřed pak jen od hvězdy a vpravo je rozdíl (spektrum samotné planety) •  NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

Kov bez kamaráda

V atmosférách hmotných exoplanet či hnědých trpaslíků, což jsou objekty na pomezí planet a hvězd, má většinou vanad kamaráda v podobě titanu. V atmosféře WASP-121 b ho ale věci nenašli.

Titan může i při vysokých teplotách vytvářet molekuly, které pak doslova prší v atmosféře. Z vanadu se ale stává plyn, a tak je lépe „viditelný“ než titan. Může to být důvod, proč titan vědci nenašli.

Normálně bychom očekávali, že čím vyšší teplota, tím „jednodušší“ chemii najdeme. Složité molekuly při vysoké teplotě nepřežijí. WASP-121 b však ukazuje, že ani atmosféry těchto horkých jupiterů nejsou úplně jednoduché.

Věčnný den a věčná noc: Na exoplanetu prší železný déšť

Věčnný den a věčná noc: Na exoplanetu prší železný déšť

Silný vítr

Astronomové mohou počkat a pozorovat hvězdu v době, kdy je planeta schovaná za ní. Planeta je tak horká, že sama poměrně hodně září, a protože chybí světlo přicházející od planety, celková jasnost systému poklesne. Vědci pak porovnají údaje z doby, kdy je planeta „vidět“, se situací, kdy je schována za hvězdou. Díky tomu získají další informace o dění v atmosféře.

V případě WASP-121 zjistili, že v atmosféře fouká vítr rychlostí 30 km/s, což je více než 100 tisíc km za hodinu! Pro každou planetu můžete spočítat rychlost, která je potřebná k opuštění planety. Vítr je tak silný, že doslova vyfukuje atmosféru ven do kosmického prostoru. Vědci to dokázali spočítat. Každou sekundu přijde planeta o 1000 tun atmosféry.

Dalekohled Jamese Webba je pojmenován po bývalém řediteli NASA z počátků amerického kosmického programu •  Profimedia.cz

Výzkum extrémních světů

Nástroje používané k prozkoumání těchto pekelných světů lze částečně využít k získání informací o planetách podobných Zemi. Prozkoumat atmosféry menších planet zatím moc neumíme, ale to se změní. Už brzy má odstartovat Kosmický dalekohled Jamese Webba, který prozkoumá atmosféry planet o velikosti Země u chladnějších hvězd.

Znalost složení atmosféry je důležitá. Můžeme hledat tzv. biomarkery, což jsou různé plyny a prvky, které mohou ukázat na přítomnost života (jak jsme nedávno viděli u Venuše). Jde ale také o odhad teploty na povrchu.

Pokud se někde dočtete, že na povrchu planety podobné Zemi je nějaká teplota, tak to není reálný údaj. Jedná se jen o teplotu, která je vypočítána na základě zářivosti hvězdy a vzdálenosti planety od ní. Konečná teplota závisí na složení atmosféry, které potřebujeme zjistit.

Vesmírný náhradník: Kosmický dalekohled Jamese Webba

Vesmírný náhradník: Kosmický dalekohled Jamese Webba

Ze Slunce bude obří čočka a NASA bude fotit exoplanety - najde novou Zemi?

Ze Slunce bude obří čočka a NASA bude fotit exoplanety - najde novou Zemi?

Vesmírný objev: První obyvatelná planeta o velikosti Země

Vesmírný objev: První obyvatelná planeta o velikosti Země

 

Články odjinud