HST studoval atmosféry dvou exoplanet podobných Zemi

Za použití Hubbleova kosmického dalekohledu HST astronomové uskutečnili první průzkum atmosfér kolem planet podobných Zemi za hranicemi Sluneční soustavy. Objevili náznaky, které zvyšují šance na obyvatelnost těchto dvou exoplanet. Přesněji řečeno zjistili, že exoplanety TRAPPIST-1b a TRAPPIST-1c, které jsou od nás vzdáleny přibližně 40 světelných roků, nemají nadýchané atmosféry, v nichž by dominoval vodík, obvykle objevovaný u plynných planet.

„Nedostatek vodíku a hélia v obálce zvyšuje naděje na obyvatelnost těchto planet,“ říká členka výzkumného týmu Nikole Lewis ze Space Telescope Science Institute (STScI) v Baltimore, Maryland. „Jestliže by rozsáhlé obálky vykazovaly přítomnost vodíku a hélia, neexistovala by naděje, že alespoň jedna z nich může teoreticky podporovat život, avšak hustá atmosféra může působit jako skleníkové plyny.“

Julien de Wit z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge, Massachusetts, vedoucí týmu vědců pozorujících planety v oboru blízkého infračerveného záření použil k výzkumu kameru Wide Field Camera 3 na palubě HST. Použil spektroskopii k dešifrování světla a odhalil vodítko k určení chemického složení atmosféry. Zatímco složení atmosfér není známo, a v tomto směru budeme očekávat další pozorování, nízké koncentrace vodíku a hélia nechává vědce plné vzrušení ohledně dalších důsledků.

Planety obíhají kolem červeného trpaslíka, který se nachází v souhvězdí Vodnáře (Aquarius). Jeho stáří bylo určeno na 500 miliónů roků. Planety byly objeveny v roce 2015 během série pozorování pomocí dalekohledu TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope (TRAPPIST), což je belgický robotický dalekohled umístěný na Evropské jižní observatoři ESO, lokalizované na La Silla v Chile.

Exoplaneta TRAPPIST-1b oběhne kolem červeného trpaslíka jednou za 1,5 dne a TRAPPIST-1c za 2,4 dne. Tyto planety obíhají 20× až 100× blíže ke své hvězdě než naše Země krouží kolem Slunce. Protože jejich mateřská hvězda je mnohem méně zářivá než naše Slunce, vědci se domnívají, že alespoň jedna ze dvou planet (možná obě) se může nacházet v takzvané obyvatelné zóně, kde příznivé teploty mohou umožňovat existenci kapalné vody v podobě moří na jejím povrchu.

Dne 4. května 2016 astronomové využili vzácný případ téměř současně probíhajících tranzitů, když obě planety přecházely při pohledu ze Země před kotoučkem jejich mateřské hvězdy v rozpětí několika minut a změřili světlo hvězdy filtrované případnými atmosférami obou exoplanet. Tento dvojitý tranzit, který nastává pouze jednou za dva roky, poskytnul kombinovaný signál, který nabídnul souběžné ukazatele vlastností atmosfér tranzitujících exoplanet.

Astronomové doufají, že v případě následných pozorování pomocí HST objeví řídké atmosféry obsahující chemické prvky těžší než vodík, jako je tomu například u Země a Venuše. „S dalšími získanými daty se nám snad podaří detekovat metan nebo stopy vodní páry přímo v atmosféře, což nám umožní odhadnout tloušťku planetárních atmosfér,“ dodává Hannah Wakeford, NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, další autorka článku.

Pozorování pomocí budoucích dalekohledů včetně kosmického dalekohledu NASA s názvem James Webb Space Telescope (JWST) pomohou stanovit celkové složení těchto atmosfér a vypátrat potenciální známky možného života, jako je přítomnost oxidu uhličitého, ozónu, vodní páry a metanu. Webbův kosmický teleskop bude také schopen analyzovat teplotu a tlak na povrchu, což jsou klíčové faktory pro stanovení obyvatelnosti planet.

Tyto planety jsou prvními tělesy zemského typu objevenými v rámci průzkumu Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars (SPECULOOS), který bude studovat více než 1000 blízkých hvězd typu červeného trpaslíka za účelem objevení planet velikosti Země. Zatím bylo v rámci průzkumu analyzováno 15 z plánovaného počtu hvězd.

„Tyto planety zemského typu jsou prvními tělesy, které astronomové mohou detailně studovat pomocí současných a plánovaných dalekohledů za účelem zjištění, zda jsou vhodné pro život,“ říká Julien de Wit. „HST má schopnost uskutečnit základní atmosférická vyšetření a sdělit tak astronomům, které planety zemského typu jsou hlavními kandidáty pro mnohem detailnější průzkum pomocí kosmického teleskopu JWST, jehož start se plánuje na rok 2018.“

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/27/

autor: František Martinek