HST objevil skutečně modrou exoplanetu

Astronomové využívající Hubblův kosmický dalekohled HST odvodili na základě pozorování ve viditelném světle skutečnou barvu planety, která obíhá kolem hvězdy HD 189733 vzdálené od Země 63 světelné roky. Nachází se v souhvězdí Lišky (Vulpecula).

Planeta vypadá jako modrý kotouček připomínající barvu Země pozorované z vesmíru. Tím však veškerá podobnost s naší planetou končí. Denní atmosféra exoplanety má teplotu více než 1 000 °C a je možné, že v ní prší, avšak místo kapiček vody padají kapky skloviny – nikoliv svisle dolů, nýbrž značně šikmo – a to při obrovské rychlosti větru 7 200 km/h.

Kobaltově modrá barva nemá svůj původ v odrazu světla od povrchu tropických oceánů, ale spíše od zamlžené atmosféry či snad od vysoké vrstvy oblačnosti obsahující silikátový prach. Při kondenzační teplotě silikátů mohou vznikat velmi malé kapičky skla, které rozptylují modré světlo podstatně více než červené.

Velmi turbulentní prostředí na planetě s označením HD 189733b z ní dělá jednu z nejbližších exoplanet, která může při pohledu ze Země přecházet před kotoučkem své mateřské hvězdy. Byla již intenzivně studována pomocí HST a dalších observatoří. Ukázalo se, že její atmosféra je dramaticky proměnlivá a exotická. Planeta je asi o 15 % hmotnější než Jupiter, stejně tak její průměr je nepatrně větší.

Pozorování přinesla nový pohled na chemické složení a strukturu oblačnosti bizarní planety typu „horkého Jupitera“, která obíhá velmi blízko mateřské hvězdy.

Oblačnost často hraje klíčovou roli v atmosférách planet. Odhalení přítomnosti a významu oblačnosti u planet typu horkého Jupitera je velmi důležité, říkají astronomové. „Zatím toho samozřejmě nevíme mnoho o fyzikálních podmínkách a klimatologii silikátových oblaků, takže vlastně studujeme novou oblast atmosférické fyziky,“ říká Frederic Pont (University of Exeter, South West England, Velká Británie), člen vědeckého týmu.

Astronomové použili zobrazovací spektrograf STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) na palubě HST k měření změn barvy světla přicházejícího z planety v době před okamžikem průchodu planety před kotoučkem hvězdy, dále v době průchodu (tzv. tranzitu) a po ukončení průchodu planety před mateřskou hvězdou. Tato pozorovací metoda je vhodná, protože rovina dráhy planety je skloněna do směru pohledu ze Země. Proto planeta pravidelně přechází před hvězdou a následně se na každém oběhu za ní schovává.

Pomocí HST se podařilo pokaždé naměřit malý pokles intenzity modrého světla – přibližně jednu desetitisícinu – v době, kdy planeta přecházela za hvězdou a rovněž byly zaznamenány nepatrné změny barvy světla. „Při zákrytu planety jsme zaznamenali pokles intenzity světla, které bylo modré – nikoliv zelené či červené. To znamená, že planeta, která se schovala za hvězdou, je modrá, protože pokles záření nastal v oboru modrého světla, nikoliv červeného, když planeta byla ukryta za mateřskou hvězdou,“ říká Frederic Pont.

Exoplaneta HD 189733b byla objevena v roce 2005. Kolem mateřské hvězdy obíhá ve vzdálenosti 4,6 miliónu km jednou za 53 hodiny. Nachází se tak blízko hvězdy, kde je gravitačně vázaná tak, že jedna její polokoule neustále směřuje ke hvězdě (denní strana), přičemž její druhá polokoule je trvale od hvězdy odvrácena (temná noční strana). Tento stav označujeme termínem vázaná rotace.

V roce 2007 kosmická observatoř NASA s názvem Spitzer Space Telescope studovala infračervené (tepelné) záření planety. Na základě těchto pozorování byla vytvořena vůbec nejlepší teplotní mapa povrchu exoplanety. Mapa ukazuje, že teploty na denní a noční polokouli planety se liší přibližně o 260 °C. Tento teplotní rozdíl může způsobovat velmi intenzivní větry vanoucí z denní na noční polokouli.

Frederic Pont však nabádá k opatrnosti. Je obtížné přesně rozeznat, co je příčinou zbarvení atmosféry planet dokonce i v naší Sluneční soustavě. Například Jupiter je načervenalý v důsledku neznámých molekul přítomných v ovzduší. Venuše zase neodráží veškeré ultrafialové (UV) záření v důsledku přítomnosti neznámého UV absorbéru v její atmosféře.

Země se při pohledu z vesmíru jeví jako modrá planeta, protože její oceány pohlcují červené a zelené světlo mnohem intenzivněji než světlo modré. Kromě toho oceány odrážejí barvu oblohy, kde je krátkovlnné modré záření Slunce více rozptylováno na molekulách (shlucích molekul) atmosférického kyslíku a dusíku během procesu, který označujeme jako Rayleighův rozptyl.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/26/ a http://www.spacetelescope.org/news/heic1312/

autor: František Martinek