Pozorovány změny v atmosféře exoplanety

Mezinárodní tým astronomů využil data z Hubblova kosmického dalekohledu HST (NASA), a také souběžná pozorování astronomické družice SWIFT. Na základě těchto pozorování detekoval význačné změny v atmosféře planety nacházející se daleko za hranicemi Sluneční soustavy.

Vědci dospěli k závěru, že atmosférické změny nastaly jako odpověď na silnou erupci, ke které došlo na mateřské hvězdě exoplanety, přičemž tuto erupci zaznamenala astronomická družice SWIFT (NASA).

„Širokospektrální pokrytí vlnových délek záření detektory na kosmických observatořích HST a SWIFT nám poskytlo dosud nevídaný pohled na interakci mezi explozí na povrchu aktivní hvězdy a atmosférou obří planety,“ říká vedoucí vědecký pracovník Alain Lecavalier des Etangs z institutu Paris Institute of Astrophysics (IAP), který je součástí French National Scientific Research Center, Pierre and Marie Curie University v Paříži.

Exoplaneta s označením HD 189733b je plynný obr podobný Jupiteru, avšak jeho hmotnost je o 14 % vyšší. Planeta krouží kolem mateřské hvězdy ve vzdálenosti pouhých 4,8 miliónu km, což je více než 30krát méně než vzdálenost Země od Slunce. Jeden oběh vykoná za 2,2 dne. Hvězda s označením HD 189733A má asi jen 80procentní průměr i hmotnost našeho Slunce.

Astronomové klasifikovali planetu jako „horký Jupiter“. Předcházející pozorování pomocí HST ukázala, že rozsáhlá atmosféra planety dosahuje teploty kolem 1030 °C.

Planeta HD 189733b periodicky přechází přes kotouček mateřské hvězdy – nastává tzv. tranzit – a tento jev dává astronomům příležitost studovat vlastnosti její atmosféry. Nedávné studie, v nichž tým astronomů pod vedením Etangse rovněž využil data z HST, ukázaly, že plynný vodík unikal z horních vrstev atmosféry planety. Tímto objevem se HD 189733b stala teprve druhou známou „vypařující se“ exoplanetou.

Soustava je od Země vzdálena pouhé 63 světelné roky. Díky tomu je hvězda pozorovatelná i pomocí triedru poblíž proslulé mlhoviny Dumbbell. To dělá z exoplanety HD 189733b ideální cíl pro výzkum procesů, které ovlivňují únik její atmosféry.

„Astronomové detailně diskutovali o vypařování atmosféry již několik let; výzkum exoplanety HD 189733b je nejlepší příležitostí pro pochopení těchto procesů,“ říká Vincent Bourrier, doktorand na IAP a člen týmu podílejícího se na novém výzkumu.

Když planeta HD 189733b přechází pro pozemského pozorovatele přes kotouček hvězdy, část světla vyzařovaného hvězdou prochází skrz atmosféru planety. Vzájemné ovlivňování vede k tomu, že se do procházejícího světla „zapíší“ informace o složení a pohybu atmosféry planety.

V dubnu 2010 astronomové pozorovali jeden tranzit pomocí spektrografu STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) na palubě HST, avšak nezjistili žádné stopy po přítomnosti atmosféry planety. Následující pozorování pomocí spektrografu STIS, které se uskutečnilo 21. 9. 2010, ukázalo překvapivou změnu: jasný důkaz toho, že směrem od exoplanety směřoval výtrysk plynu.

Astronomové určili, že každou sekundu unikalo z atmosféry planety minimálně 1 000 tun plynu. Atomy vodíku unikaly pryč jako o závod rychlostí větší než 480 000 km/h. Objev bude publikován v následujícím čísle časopisu Astronomy & Astrophysics.

Protože rentgenové a ultrafialové záření zahřívá atmosféru planety, což pravděpodobně vede k jejímu úniku, výzkumný tým monitoroval hvězdu rovněž pomocí přístroje XRT (X-ray Telescope) na palubě družice SWIFT. Dne 7. 9. 2011, přesně 8 hodin před tím, než bylo naplánováno pozorování dalšího tranzitu pomocí HST, monitorovala družice SWIFT hvězdu HD 189733 a zjistila, že se na ní rozpoutala mohutná erupce.

„Malá vzdálenost planety od hvězdy znamená, že byla zasažena proudem rentgenového záření 10 000krát silnějším, než může utrpět Země během sluneční erupce třídy X, což je nejsilnější kategorie,“ říká spoluautor objevu Peter Wheatley (University of Warwick, Anglie).

Po započtení mimořádně velkého rozměru planety HD 189733b astronomové oznámili, že byla zasažena zhruba ekvivalentem 3 miliónů erupcí třídy X, ke kterým dochází na Slunci.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/23/full/

autor: František Martinek