Astronomové objevili exotickou vodní planetu

Pozorování pomocí Hubblova kosmického dalekohledu HST (NASA) vedla k objevu nové třídy planet. Jedná se o vodní planetu obklopenou hustou atmosférou, která obsahuje velké množství páry. Je menší než Uran, avšak větší než Země.

V současné době dělíme objevené exoplanety především na tzv. „super-Země“ a „horké Jupitery“. Do první kategorie patří kamenné planety nevelké hmotnosti (2 až 10 hmotností Země), které se svými vlastnostmi podobají Zemi. Druhou kategorii představují plynní obři obíhající kolem mateřské hvězdy v malé vzdálenosti, čímž jsou jejich atmosféry a kapalné nitro zahřívány na teploty kolem tisíce stupňů.

Zachory K. Berta, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), uskutečnil se svými spolupracovníky pozorování exoplanety GJ 1214b. „GJ 1214b je pravděpodobně odlišná od všech planet, které doposud známe,“ říká Zachory Berta. „Skládá se z malého pevného jádra, které je obklopeno gigantickým vodním oceánem.“

Pozemní pozorování v rámci projektu MEarth Project, jehož vedoucím je David Charbonneau (CfA), vedla k objevu planety GJ 1214b v roce 2009. Tato super-Země je přibližně 2,67krát větší, její hmotnost je přibližně 7krát větší než hmotnost naší planety. Obíhá kolem červeného trpaslíka jednou za 38 hodin ve vzdálenosti 2,1 miliónu km. Její povrch je zahříván na odhadovanou teplotu kolem 230 °C.

Vědecký pracovník CfA Jacob Bean informoval v roce 2010, že se mu s týmem spolupracovníků podařilo určit složení atmosféry exoplanety GJ 1214b. Bylo shledáno za pravděpodobné, že její hlavní složkou je voda. Avšak jejich pozorování se také dala vysvětlit přítomností husté mlhy v atmosféře obklopující planetu GJ 1214b.

Zachory Berta se svými spolupracovníky využil kameru WFC3 (Wide Field Camera 3) na palubě Hubblova kosmického dalekohledu k pozorování exoplanety GJ 1214b v okamžiku, kdy procházela před kotoučkem mateřské hvězdy (jedná se o tzv. tranzit). Během tohoto úkazu je světlo hvězdy „filtrováno“ při průchodu atmosférou planety, což poskytuje klíč k určení přítomných plynů.

„HST jsme využili ke zjištění barvy infračerveného záření při západu slunce na této planetě,“ vysvětluje Zachory Berta. Při tranzitu paprsky světla hvězdy pronikají skrz atmosféru planety, část z nich se sráží s molekulami v atmosféře planety. Ve spektru hvězdy se to projeví výskytem nových spektrálních čar signalizujících přítomnost různých atomů v atmosféře planety.

Bylo pořízeno spektrum exoplanety GJ 1214b, které bylo jednotvárné v širokém rozsahu vlnových délek (neboli barev). Na základě dat z HST je zřejmé, že planeta je především obklopena hustou atmosférou tvořenou vodní párou s přítomností malého množství hélia a vodíku.

Protože hmotnost a rozměry planety jsou známy, astronomové mohli vypočítat i její hustotu, která v tomto případě dosahuje 2 g/cm3. Pro porovnání: hustota vody je 1 g/cm3, zatímco průměrná hustota naší planety dosahuje 5,5 g/cm3. Z uvedeného vyplývá, že na planetě GJ 1214b musí být mnohem více vody a mnohem méně horniny než na Zemi.

Na základě těchto skutečností je zřejmé, že vnitřní stavba exoplanety GJ 1214b bude zcela odlišná než struktura Země.

„Vysoká teplota a vysoký tlak budou vytvářet exotické materiály, jako je „horký led“ a „supratekutá voda“, což jsou naprosto cizí látky vymykající se naší každodenní pozemské zkušenosti,“ dodává Zachory Berta.

Teoretikové předpokládají, že planeta GJ 1214b se zformovala ve větší vzdálenosti od mateřské hvězdy, kde se vodní led vyskytoval v hojné míře, načež začala migrovat do vnitřních částí planetární soustavy. Během tohoto procesu prošla skrz tzv. obyvatelnou zónu v okolí hvězdy, kde na jejím povrchu byla teplota podobná jako na Zemi. Jak dlouho v této oblasti prodlévala, není známo.

Exoplaneta GJ 1214b se nachází v souhvězdí Hadonoše a obíhá kolem hvězdy, která je od Země vzdálená 40 světelných roků. Proto je vhodným kandidátem na první pozorování pomocí nového připravovaného kosmického dalekohledu JWST (James Webb Space Telescope).

Doposud bylo objeveno několik dalších podezřelých planet, které se svými parametry podobají exoplanetě GJ 1214b. Je zcela možné, že se jedná o velmi rozšířený typ planet ve vesmíru.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/13/full/

autor: František Martinek