Úvodní strana  >  Články  >  Exoplanety  >  HST studoval strukturu atmosféry exoplanety

HST studoval strukturu atmosféry exoplanety

Kresba exoplanety HD 209458b na pozadí mateřské hvězdy.
Kresba exoplanety HD 209458b na pozadí mateřské hvězdy.
Schopnosti Hubblova kosmického dalekohledu HST umožnily astronomům poprvé studovat jednotlivé vrstvy atmosféry planety, obíhající kolem jiné hvězdy než Slunce. Při pozorování bylo zjištěno, že nejvyšší vrstvu atmosféry planety tvoří horký vodík, odkud mimořádně horké plyny unikají do okolního kosmického prostředí.

Exoplaneta s označením HD 209458b se vůbec nepodobá obřím planetám v naší Sluneční soustavě. Obíhá tak blízko kolem své hvězdy a je tak horká, že plyny z její atmosféry unikají do kosmického prostoru, přičemž vytvářejí útvar podobný kometárnímu ohonu.

„Tato vrstva, kterou jsme mohli studovat, se nachází nad přechodovou zónou, kde teplota doslova vyletí na 15 000 K, což je teplota více než dvakrát vyšší než na povrchu Slunce,“ říká Gilda Ballester (University of Arizona in Tucson), vedoucí týmu astronomů. „Díky tomuto odhalení můžeme detailně sledovat, jak planeta ztrácí svoji atmosféru.“

Data z Hubblova kosmického dalekohledu ukazují, jak intenzivní ultrafialové záření hvězdy zahřívá plyn v horních vrstvách atmosféry exoplanety, čímž se vytváří koma, která se „nafukuje“ jako balón. Plyn je tak horký, že proudí velmi vysokou rychlostí a uniká z přitažlivosti planety v množství asi 10 000 tun za sekundu, což třikrát převyšuje množství vody, které se valí Niagarskými vodopády. Planeta HD 209458b se však nevypaří příliš brzy – astronomové odhadují její životnost na více než 5 miliard let.

Tato vyprahlá planeta je velmi nafouklou verzí Jupitera. Termínem „horký Jupiter“ jsou nazývány planety, obíhající velice blízko své mateřské hvězdy. Jupiter by mohl vypadat podobně jako exoplaneta HD 209458b, pokud by se nacházel mnohem blíže ke Slunci.

Studovaná planeta vykoná jeden oběh kolem svého „slunce“ jednou za 3,5 pozemského dne! Obíhá ve vzdálenosti 7,56 miliónu km, což je 20krát blíže, než je vzdálenost Země od Slunce. Pro srovnání – planeta Merkur, obíhající nejblíže, je od Slunce 7krát dále než HD 209458b od své mateřské hvězdy. Na rozdíl od exoplanety je však Merkur kamennou planetou s železným jádrem uvnitř.

„Tato extrémní atmosféra planety může poskytnout pohled do atmosfér jiných horkých Jupiterů,“ doplňuje Gilda Ballester.

Třebaže exoplaneta HD 209458b nemá dvojníka v naší Sluneční soustavě, v jiných planetárních soustavách jsou takové planety velmi četné. Asi 10 až 15 % z více než 200 známých exoplanet patří právě do kategorie horkých Jupiterů. Nedávný průzkum pomocí Hubblova kosmického dalekohledu vedl k objevu dalších 16 kandidátů v centrálních oblastech Galaxie, což naznačuje, že v naší Galaxii mohou být ukryty miliardy takovýchto obřích planet.

HD 209458b je velmi intenzivně studovanou exoplanetou, protože patří mezi několik málo známých planet, které mohou přecházet před mateřskou hvězdou (úkaz je označován jako tranzit – přechod), čímž dojde k nepatrnému zeslabení jasnosti hvězdy. Ve skutečnosti se jedná o první obří exoplanetu, objevenou na základě přechodu přes kotouček mateřské hvězdy. Hvězda HD 209458 se nachází v souhvězdí Pegasa a od Země je vzdálená 150 světelných let.

Přechod planety přes hvězdu využili astronomové k analýze struktury a chemického složení atmosféry tohoto plynného obra na základě rozboru světla, procházejícího atmosférou exoplanety. Předcházející pozorování pomocí HST odhalila přítomnost kyslíku, uhlíku a sodíku v atmosféře planety, stejně tak obrovskou vodíkovou horní vrstvu atmosféry, podobnou kometárnímu ohonu. Tyto výzkumy poskytly první možnost určení chemického složení atmosféry planety mimo Sluneční soustavu.

Současná představa atmosféry exoplanety HD 209458b podle HST.
Současná představa atmosféry exoplanety HD 209458b podle HST.

Jak tedy vypadá exoplaneta HD 209458 podle současných poznatků? Hmotnost planety byla určena na 0,7 hmotnosti Jupitera, avšak její průměr je větší – na základě průběhu světelné křivky zakrývané hvězdy byl vypočítán na 1,54 průměru planety Jupiter (tj. 220 195 km). Z těchto parametrů byla vypočítána průměrná hustota planety 0,23 g/cm3 (tj. nižší než hustota planety Saturn). Spodní vrstvy atmosféry planety, v níž se mohou vyskytovat oblaka, má teplotu 1000 až 1200 K. Střední vrstvu pak zřejmě představuje zjištěný plynný sodík. Tuto část atmosféry odděluje od vrchní vrstvy tzv. přechodová zóna s teplotou 5500 K (přibližně jako na povrchu Slunce). Rozsáhlá vnější atmosféra s teplotou 10 000 až 15 000 K, unikající do mezihvězdného prostoru, obsahuje především vodík a uhlík.

Tato nová studie byla vytvořena na základě analýzy archivních dat, která získal v roce 2003 Hubblův kosmický dalekohled.

Zdroj: hubblesite.org
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



48. vesmírný týden 2020

48. vesmírný týden 2020

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 23. 11. do 29. 11. 2020. Měsíc po první čtvrti dorůstá k úplňku. Večer jsou nízko nad jihozápadem Jupiter a Saturn, během noci stoupá vysoko Mars. Ráno je relativně nízko jasná Venuše. Aktivita Slunce je zvýšená, na povrchu stále najdeme skvrny. Ráno můžeme na ještě bezměsíčné obloze pozorovat kometu M3 ATLAS a loučíme se s kometou S3 Erasmus. Meteory z roje Leonid doplnil velký bolid, který skončil nad Alpami. Kosmická loď Crew Dragon úspěšně dorazila k ISS se čtyřčlennou posádkou. Z úspěšných startů vyčnívá neúspěch rakety Vega. Očekáváme start čínské sondy k Měsíci. Připomínáme výročí 170 let objevu Saturnova prstence C a 410 let objevu mlhoviny M42 v Orionu.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Mars

  Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2020 získal snímek „Mars“, jehož autorem je Jakub Dobeš   Jistě si jej v říjnu každý všiml. Putoval s námi nocí jako velmi jasný objekt, zvečera vycházející na východě, aby se nám přes jih přenesl až k západu, kde se nám

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mars

Foceno mobilem dalekohled AR 152/760 mm okular 5 mm plus baarlow 2x

Další informace »