V atmosféře exoplanety dosahuje vítr rychlosti až 10 000 km/h

Exoplaneta HD 209458 b v představách malíře. Credit: ESO/L. Calçada
Exoplaneta HD 209458 b v představách malíře. Credit: ESO/L. Calçada

Hned dva milníky pokořil americko-nizozemský tým astronomů. Pomoci dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře v Chile se podařilo poprvé v historii změřit rychlost super-rychlého proudění větru v atmosféře exoplanety a její orbitální rychlost.

 



Letos v létě tomu bude přesně 15 let od chvíle, kdy se podařilo objevit první planetu u cizí hvězdy. Dnes známe už více než 460 extrasolárních planet a postupně se je daří nejen objevovat, ale také zkoumat jejích atmosféru. Mezi ty nejprozkoumanější patří exoplaneta HD 209458 b, která byla objevena v roce 1999 a najdeme ji v souhvězdí Pegase ve vzdálenosti 150 světelných let.

 

Exoplaneta obíhá okolo své mateřské hvězdy ve vzdálenosti asi 20x menší, než obíhá Země kolem Slunce s periodou jen 3,5 dne.

 

HD 209458 b dosahuje hmotnosti asi 65% Jupitera, její průměr je však o 35% větší. Na základě údajů se podařilo odhadnout hustotu planety na 370 kg/ m3, což je téměř 4x méně ve srovnání s Jupiterem a 2x méně ve srovnání se Saturnem.

 

HD 209458 b se zapsala do historie už krátce po svém objevu jako první exoplaneta, u které se podařilo pozorovat tranzity. Planeta přechází z našeho pohledu před svou hvězdou a způsobuje tak pokles její jasnosti. Právě díky tomu, že se jedná o obří tranzitující exoplanetu, se astronomům podařilo zjistit průměr a zkoumat atmosféru tělesa. Do dnešních dní byly v atmosféře HD 209458 b odhaleny molekuly vody, metanu, uhlíku, sodíku, oxidu uhličitého atd.

 



 

Exoplaneta obíhá okolo svého slunce velmi blízko, což má hned několik důsledků. Podle dřívějších výzkumů má HD 209458 b naordinovanou přísnou dietu. Její atmosféra se postupně vypařuje, takže exoplaneta ztrácí každou sekundu tisíce tun materiálu. Kromě toho má vázanou rotaci a je tedy ke své mateřské hvězdě nakloněna stále stejnou stranou. Zatímco na „denní“ straně je atmosféra rozžhavená na teplotu až 1 000°C, na „noční“ straně je výrazně nižší. Velký teplotní rozdíl mezi denní a noční stranou se planeta snaží vykompenzovat velmi silným větrem.

 

Americko-nizozemský tým pod vedením Ignase Snellena využil spektrografu CRIRES, který je instalován na jednom z dalekohledů VLT Evropské jižní observatoře v Chile k pozorování exoplanety HD 209458 b.

 

Spektrograf CRIRES pozoroval mateřskou hvězdu v okamžiku, kdy paprsky jejího světla procházely atmosférou exoplanety. Ve spektru hvězdy zanechala atmosféra „otisky prstů“. Exoplaneta a hvězda obíhají kolem společného těžiště, takže se střídavě přibližují a vzdalují, což se projeví nepatrným posuvem čar ve spektru hvězdy. Astronomové se zaměřili na „otisk“ prstů v podobě spektrální čáry oxidu uhelnatého.

 

Přístroj CRIRES dokázal spektrální čáru pozorovat s nebývalou přesností. Díky tomu se podařilo odhadnout rychlost proudění v atmosféře exoplanety na 5 000 až 10 000 km/h! Pro srovnání uveďme, že maximální rychlost větru hurikánu na Zemi se pohybuje okolo 300 km/h, větry v Jupiterově Velké rudé skvrně foukají rychlostí asi 640 km/h.

 

Je to vůbec poprvé, co astronomové změřil rychlost proudění v atmosféře exoplanety. Poprvé se jim také podařilo přesně změřit orbitální rychlost exoplanety i její mateřské hvězdy. HD 209458 b obíhá okolo společného těžiště rychlosti 140 km/s, hvězda pak rychlosti 84 m/s.

 

Na základě znalosti orbitální rychlosti bylo možné zpřesnit údaje o hmotnosti obou těles. Podle nových předpokladů má exoplaneta hmotnost 0,64 ± 0,09 Jupiteru a její mateřská hvězda 1,00 ± 0,22 Slunce.

 

Třešinkou na dortu je odhad množství oxidu uhelnatého v atmosféře exoplanety HD 209458 b, které je přibližně shodné s množstvím v atmosférách Jupiteru a Saturnu.

 

Zdroje: