Spitzer objevil na exoplanetě 55 Cnc e velké teplotní rozdíly

Exoplaneta 55 Cnc e. Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser
www.novedalekohledy.cz

Máme zde další studii o atmosféře exoplanety z dílny dalekohledu Spitzer. Infračervený kosmický dalekohled se podíval na slavnou 55 Cnc e.

55 Cnc e známe už delší dobu, ale je to jen pár let, co astronomové zjistili, že vykonává tranzity. To jim samozřejmě otevřelo dveře k daleko podrobnějšímu výzkumu tohoto světa, který okolo hvězdy oběhne za necelých 18 hodin!

Dosud jsme byli zvyklí na emisní spektra spíše horkých jupiterů. 55 cnc e je ale daleko menší – má asi jen dvojnásobek velikosti Země. Spitzer pozoroval exoplanetu (nebo spíše záření od hvězdy, planetu samozřejmě neviděl) během jejího oběhu. V datech tak viděli vědci fakticky její fáze podobně, jako to vidíme u Měsíce nebo v dalekohledu u Venuše. Říká se tomu orbitální fázový diagram.

Pozorujeme záření, které k nám od hvězdy přichází, ale ve skutečnosti vidíme čisté světlo hvězdy jen ve chvíli, kdy je planeta za ní. Jakmile se objeví, pozorujeme světlo hvězdy + světlo odražené planetou. Podíl světla od planety se postupně zmenšuje (blížíme se „k novu“) a to až do chvíle, kdy planeta tranzituje (to vidíme noční stranu planety) a pak zase znovu až do chvíle krátce před zákrytem (než se planeta schová), kdy vidíme opět denní stranu planety.

55 Cnc e, animace, Credits: NASA/JPL-Caltech
55 Cnc e, animace, Credits: NASA/JPL-Caltech

Asi si dokážete představit, že podmínky na povrchu budou hodně drsné. Planeta má pochopitelně vázanou rotaci, takže je k hvězdě nakloněna stále stejnou stranou.

Z pozorování dalekohledu máme několik zajímavých poznatků. Na povrchu hvězdy se nachází „horká skvrna“, která je asi 41 ± 12 stupňů východně od substelárního bodu – tedy od místa, kde paprsky hvězdy dopadají na povrchu kolmo neboli tam, kde byste měli hvězdu neustále v zenitu přímo nad hlavou.

S nadsázkou se dá říct, že 55 Cnc e je podobná HD 80606b, o které jsme psali včera. Také 55 Cnc e zřejmě nedokáže pomoci atmosféry regulovat svou teplotu. Obě planety se ale jinak samozřejmě liší, HD 80606b je plynným obrem.

Ale zpět k 55 Cnc e. Zatímco na noční straně je teplota 1 380 ± 400 Kelvinů, na denní je to  2 700 ± 270 Kelvinů. To jsou příliš velké rozdíly. Navíc je zde onen posun, kdy je nejteplejší místo mimo substelární bod.

Důvody? Jsou dvě možnosti. V tom prvním zde máme exoplanetu s opticky hustou atmosférou, která nedokáže efektivně rozdělovat teplo mezi denní a noční stranou. Hubblův dalekohled nějakou atmosféru nedávno pozoroval a objevil třeba kyanovodík. Více se dočtete v dřívějším článku, kde jsou i další informace o 55 Cnc e.

Druhou možností je, že planeta žádnou atmosféru nemá a na povrchu se nachází velké oblasti něčeho, co bychom mohli přirovnat k lávě.

Zdroj: A map of the large day–night temperature gradient of a super-Earth exoplanet