HST objevil monstrózní ohon u exoplanety

Astronomové používající Hubblův kosmický dalekohled HST (NASA) objevili obrovský oblak vodíku pojmenovaný „Monstrum“ (The Behemoth), který vytváří exoplaneta obíhající kolem blízké hvězdy. Tento enormně velký útvar podobný kometárnímu ohonu je přibližně 50krát větší než mateřská hvězda. Vodík se vypařuje z horké planety velikosti Neptunu v důsledku extrémního záření hvězdy.

Úkaz takového rozsahu nebyl v okolí exoplanety doposud pozorován. Stanovení velikosti této malé planety může poskytnout vodítko, jak se tzv. horké super-Země – hmotnější, kamenné a žhavé verze naší planety – zrodily v okolí jiných hvězd v důsledku vypaření vnějších vodíkových vrstev velké exoplanety.

„Tento oblak je velkolepý, třebaže rychlost vypařování nyní planetu neohrožuje,“ vysvětluje hlavní autor článku David Ehrenreich z observatoře na univerzitě v Ženevě (Švýcarsko). „Avšak víme, že v minulosti hvězda, která je slabým červeným trpaslíkem, byla mnohem aktivnější. To znamená, že se planeta během první miliardy roků své existence vypařovala rychleji. Celkově odhadujeme, že mohla ztratit až 10 % své atmosféry.“

Exoplaneta pojmenovaná GJ 436b může být zařazena do kategorie „horkých Neptunů“ vzhledem k její velikosti a k mnohem bližší vzdálenosti ke hvězdě než obíhá Neptun kolem Slunce. Ačkoliv není v přímém ohrožení kompletní vypaření její atmosféry a odhalení kamenného jádra, tato planeta může vysvětlit existenci horkých super-Zemí, které obíhají velice blízko mateřských hvězd.

Tyto horké kamenné světy byly objeveny pomocí kosmické sondy CoRoT (Convection Rotation and Planetary Transits), zhotovené pod vedením Francouzské kosmické agentury CNES ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou ESA. Na objevu spolupracovalo několik dalších mezinárodních partnerů, a také kosmická observatoř Kepler (NASA). Horké super-Země mohou být pozůstatky mnohem hmotnějších planet, které zcela ztratily svoji hustou plynnou atmosféru v důsledku stejného způsobu vypařování.

Protože atmosféra Země blokuje většinu ultrafialového záření, astronomové potřebovali k pozorování kosmický dalekohled se schopností pozorovat toto UV záření jako HST a s dokonalou přesností tak identifikovat toto monstrum.

Jelikož dráha planety je skloněna vůči směru našeho pohledu ze Země, planeta může přecházet před mateřskou hvězdou. Astronomové tak mohli uskutečnit „řezy“ skrz odpařený vodíkový oblak v okolí planety a určit tak jeho velikost.

David Ehrenreich se svými spolupracovníky se domnívá, že tak rozsáhlý oblak plynů může existovat v okolí této planety proto, že není překotně zahříván a vymetán pryč v důsledku tlaku záření relativně chladné červené trpasličí hvězdy. To dovoluje oblaku nacházet se v okolí planety po dlouhou dobu. Tyto závěry publikoval vědecký tým 25. 6. 2015 v časopisu Nature.

K vypařování, jako v tomto případě, došlo i v rané fázi vývoje Sluneční soustavy, kdy Země měla ještě na vodík bohatou atmosféru, která se rozptýlila do okolního prostoru během 100 až 500 miliónů roků. Pokud je tomu tak, i Země se dříve pyšnila ohonem podobným kometárnímu. Je rovněž možné, že podobný osud může postihnout zemské ovzduší na konci života planety, kdy se Slunce zvětší do podoby červeného obra a odpaří naši zbývající atmosféru před kompletním pohlcením Země.

Exoplaneta GJ 436b obíhá v těsné blízkosti mateřské hvězdy – ve vzdálenosti menší než 5 miliónů kilometrů – a oběhne kolem dokola za 2,6 pozemského dne. Stáří této exoplanety je přinejmenším 6 miliard roků. Její hmotnost byla určena na 23 hmotností Země. Od naší planety je vzdálena pouhých 30 světelných roků, což z ní dělá jednu z blízkých exoplanet.

Pozorování v oboru ultrafialového záření je výhodné pro objev charakteristických atmosfér celé populace exoplanet, které se změní z velikostí Neptunu na planety typu horké super-Země. David Ehrenreich očekává, že astronomové ještě objeví tisíce planet tohoto typu.

Pozorování v oboru ultrafialového použité v tomto výzkumu možná umožní kromě toho zahlédnout charakteristické znaky vypařování oceánů na menších Zemi podobných planetách. To bude nesmírně podnětné k přímému pozorování vypařující se vody na těchto tělesech, protože k tomu dochází příliš nízko v atmosféře a chráněné před pohledem dalekohledů. Nicméně když jsou molekuly vody rozbity na kyslík a vodík působením záření hvězdy, záření atomů vodíku může z planety uniknout. Jestliže by vědci mohli pozorovat toto vypařování vodíku z planety, která je o něco teplejší a o něco méně hmotná než GJ 436b, je to dobrým signálem přítomnosti oceánu na povrchu exoplanety.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/17/full/

autor: František Martinek