Statistický pohled na atmosféry exoplanet: klíčová je velikost a ne hmotnost

Horký jupiter v představách malíře. Credit: NASA
Horký jupiter v představách malíře. Credit: NASA

Díky Keplerovi můžeme rozdělit exoplanet podle několika kritérií do různých skupin. Právě zásluhou tohoto lovce exoplanet vznikly kategorie jako planety s ultrakrátkou oběžnou dobou, kompaktní systémy, cirkumbinární exoplanety, mini-neptuni a další.

V nejbližších letech by vědci rádi začali podobně škatulkovat exoplanety také podle jejich atmosfér. Angelos Tsiaras z londýnské University College a jeho tým prezentovali na nedávném Evropském kongresu planetárních věd své závěry z průzkumu atmosfér vybraných exoplanet. V rámci vzorku bylo vybráno 30 exoplanet s poloměrem 0,35 až 1,9 Jupiteru a rovnovážnou teplotou 600 až 2400 K.


Tým využil data z přístroje Wide Field Camera 3 Hubblova dalekohledu. U 16 horkých jupiterů byla detekovaná atmosféra a také vodní pára. Zbývajících 14 exoplanet je bez významné detekce atmosféry – většinou zřejmě vlivem neprůhledných mraků nebo nízké míry výskytu vody.

U většiny exoplanet s detekovanou atmosférou se vyskytují mraky. Dvě exoplanety (WASP-76 b a WASP-121 b) o rovnovážné teplotě nad 1700 K mají minimálně ve vysokých výškách průzračnou atmosféru a obsahují vodní páru, oxid titaničitý a oxid vanadnatý.

Aby mohli autoři zhodnotit statistickou významnost atmosférické detekce, zavedli Atmospheric Detectability Index (ADI). Podle studie pro většinu teplých a horkých jupiterů platí, že detekovatelnost atmosféry závisí na poloměru planety a nikoliv na její hmotnosti. To naznačuje, že planetární gravitace je sekundárním faktorem ve vývoji planetárních atmosfér.

Obecně lze říci, že atmosféra je dobře detekovatelná u ADI nad 3 a ideálně nad 11. Zmíněných 16 exoplanet má ADI nad 3.

Velmi horké a vysoce ozařované planety s atmosférickými teplotami nad 1800 K mají vysoký ADI. Exoplaneta WASP-76 b s teplotou 1900 K má ADI 20, exoplaneta WASP-12b s teplotou téměř 2000 K má ADI 13,5.

Planety s teplotami nad 1800 K se vyznačují čirou atmosférou, což potvrzuje, že většina komponent bude při tak vysokých teplotách v plynné formě a mraky se u nich nevytváří nebo jen vzácně.

Zdroj: A population study of hot Jupiter atmospheres

www.novedalekohledy.cz