Voda nebo mraky? Hubble zkoumá atmosféru super-země GJ 1214 b

www.novedalekohledy.cz
Exoplaneta GJ 1214 b v představách malíře. Je zahalena hustými mraky? Credit: NASA
Exoplaneta GJ 1214 b v představách malíře. Je zahalena hustými mraky? Credit: NASA

Vyšla nová studie o atmosférách dvou známých exoplanet.

Laura Kreidbergová z University of Chicago v Illinois a její tým pozorovali atmosféru dvou známých exoplanet pomoci Hubblova kosmického dalekohledu. Cílem bylo vnést nové světlo do dlouhodobé diskuse o dvou možných teoriích: mraky nebo těžké molekuly?

Nejdříve si ve stručnosti představme aktérky nejnovějšího příběhu. V obou případech se jedná o tranzitující a relativně blízké exoplanety. Obě také obíhají velmi blízko od svých hvězd, které jsou mnohem menší než Slunce a v neposlední řadě patří obě mezi nejprozkoumanější exoplanety.

GJ 436 b byla objevena před deseti lety pomoci měření radiálních rychlostí a později se podařilo odpozorovat její tranzity před mateřskou hvězdou. Planetu nalezneme ve vzdálenosti asi 36 světelných let v souhvězdí Lva. Jedná se o horkého Neptuna s oběžnou dobou 2,6 dní. Srovnání s Neptunem je v tomto případě zcela namístě. Co do hmotnosti a velikosti jako by mu GJ 436 b z oka vypadla. Před pár lety byl oznámen objev druhé planety u hvězdy GJ 436, ale později byl dementován.

Porovnání exoplanety GJ 436 b a Neptunu

Parametr
GJ 436 b
Neptun
Hmotnost
22 Mz
17,1 Mz
Poloměr
4,3 Rz
3,8 Rz
Oběžná doba
2,64 dne
164,79 let
Mz - hmotnost Země, Rz - poloměr Země

GJ 1214 b je jedna z nejmenších tranzitujících exoplanet, která kdy byla objevena ze Země. Postaral se o to projekt MEarth. Červeného trpaslíka GJ 1214 najdeme 40 světelných let od nás v souhvězdí Hadonoše. Planeta o hmotnosti více než 6 Zemí a poloměru asi 2,7 Zemí oběhne okolo svého slunce jednou za 38 hodin. Nízká hustota dává tušit, že se patrně jedná převážně o vodní svět.

Exoplanety GJ 436 b a GJ 1214 b a jejich srovnání s planetami Sluneční soustavy. Credit: Nature
Exoplanety GJ 436 b a GJ 1214 b a jejich srovnání s planetami Sluneční soustavy. Credit: Nature

Atmosférický souboj dvou teorií

Hubblův dalekohled se nedávno podíval na obě planety. Nebylo to poprvé a navíc už dříve obě exoplanety zkoumal také infračervený dalekohled Spitzer. Planety samozřejmě nevidíme. Získává se pouze spektrum v době tranzitu a následně v okamžiku, kdy je planeta schována za svou hvězdou. Data se pak od sebe odečtou.

Spektrum obou exoplanet je poměrně nevýrazné, což může mít dvě příčiny. Buď je atmosféra zahalena do hustých mraků, které nám brání poodhalit její chemické složení, nebo je tenká a složená z těžkých molekul.

GJ 436 b už před pár lety zkoumal Spitzer a zjistil stopy oxidu uhelnatého ale velmi málo metanu, což astronomy poměrně hodně překvapilo s ohledem na výsledky simulací. Nová studie se nese v podobném duchu. Atmosféra GJ 436 b je buď zahalena velmi hustými mraky, nebo naopak nemá žádné mraky a nedostatek vodíku. Tenká bezoblačná atmosféra by byla složena z těžkých molekul, jako je oxid uhličitý, oxid uhelnatý a vodní pára.

V případě GJ 1214 b bude situace trochu podobná. Super-země má atmosféru složenou téměř výhradně z vodní páry, nebo je zahalena do mraků. Vědci se nově přiklánějí spíše k druhé možnosti. Oblačnost by se mohla skládat z oxidu draselného nebo sulfidu zinečnatého.

Zdroje:

  • Clouds in the atmosphere of the super-Earth exoplanet GJ 1214b
  • Nature