Kosmický dalekohled změřil teplotu atmosféry exoplanety

"Tato planeta má na polokouli, která je přivrácena ke hvězdě, obří horkou skvrnu," říká Dr. Joe Harrington (University of Central Florida, Orlando). Teplotní rozdíl mezi denní a noční polokoulí vypovídá o tom, jak energie proudí v atmosféře planety. V podstatě můžeme říci, že studujeme počasí na této exotické planetě." Připojená kresba ukazuje, jak se tato exoplaneta doslova "koupe" ve žhavých paprscích blízkého "slunce".

Tento objev představuje první případ pozorování povrchu extrasolární planety, tj. planety za hranicemi naší Sluneční soustavy. V dosavadních případech byly popsány pouze základní charakteristiky exoplanet, jako je hmotnost, eventuelně průměr.

"Toto je senzační výsledek," říká Dr. Michael Werner, vědecký projektant kosmické observatoře Spitzer, pracovník Jet Propulsion Laboratory, NASA. "Když jsme družici před mnoha lety konstruovali, vůbec jsme netušili, že by mohla způsobit takovýto převrat ve výzkumu exoplanet."

Astronomové využili kosmickou observatoř Spitzer Space Telescope k určení teplotních změn v atmosféře exoplanety Ypsilon Andromedae b. Jedná se o exoplanetu typu "horký Jupiter", tedy o obří plynnou planetu podobnou Jupiteru, avšak obíhající v periodě 4,6 dne velmi blízko kolem své mateřské hvězdy, která doslova spaluje její povrch.

Vědci jsou přesvědčeni, že exoplaneta má tzv. vázanou rotaci. To znamená, že při své pomalé rotaci přivrací ke hvězdě stále stejnou polokouli. Je to podobný případ, jako když z povrchu Země stále pozorujeme jenom jednu polokouli Měsíce (tu druhou před námi stále schovává). Protože tato exoplaneta je složena z plynů, její vnější vrstvy atmosféry mohou rotovat mnohem rychleji než vnitřní oblasti planety.

Podle vyjádření astronomů dosahuje teplotní rozdíl mezi denní a noční polokoulí exoplanety Ypsilon And b hodnoty 1400 °C. Takto velký teplotní rozdíl napovídá, že atmosféra planety pohlcuje a opět vyzařuje světlo hvězdy tak rychle, že se cirkulující plynné vrstvy velmi rychle ochlazují. Na rozdíl od planety Jupiter, kde jsou teploty vyrovnané.

"Kdybyste se pohybovali napříč planetou z noční na denní polokouli, teplota by vzrostla tak rychle, jak byste se dostali do kráterem sopky," říká Dr. Brad Hansen (University of California, Los Angeles).

Pomocí dalekohledu Spitzer byl hvězdný systém Ypsilon Andromedae periodicky pozorován v průběhu pěti dnů. Bylo zjištěno, že infračervené (tepelné) záření systému je střídavě intenzivnější a slabší v souladu s oběhem exoplanety kolem hvězdy. Tyto změny intenzity infračerveného záření jsou důsledkem toho, že planeta "nastavovala" dalekohledu rozdílné strany svého povrchu v důsledku oběhu kolem planety. Když byla k Zemi přivrácena hvězdou osvětlená část povrchu planety, Spitzer detekoval mnohem vyšší úroveň infračerveného záření systému. Naopak když byla k Zemi přivrácena "noční" polokoule planety, intenzita infračerveného záření značně poklesla. Planeta se sice nedostává do zákrytu za hvězdou, ani před ní nepřechází, avšak rovina její oběžné dráhy stále téměř prochází Zemí.

Exoplaneta Ypsilon Andromedae b byla objevena v roce 1996 a obíhá kolem hvězdy Ypsilon (50) And v souhvězdí Andromedy. Od Země je vzdálena 40 světelných let a je viditelná i pouhým okem (tedy ta hvězda). Z dřívějších pozorování vyplývá, že hmotnost planety je přibližně 0,7 hmotnosti Jupitera a kolem hvězdy krouží ve vzdálenosti 8,8 miliónu km. Kolem hvězdy obíhají ještě další dvě planety o hmotnostech 2,1 a 4,6 hmotnosti planety Jupiter ve vzdálenostech 124 (respektive 374) milióny km.

Na dalším obrázku jsou dva grafy. Ten horní představuje změnu infračerveného záření systému hvězdy Ypsilon Andromedae, zjištěné pomocí kosmického dalekohledu Spitzer. Vysvětlením je existence jakési "horké skvrny" v atmosféře denní polokoule exoplanety, zatímco opačná polokoule je velmi studená a tmavá. Spodní graf a připojené kresby planety ukazují, jak by situace vypadala v případě takového rozložení teplot, jaké pozorujeme například u Jupitera.

Zdroj: spitzer.caltech
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí