Vodní pára objevena na cizích planetách

Astronomové předpokládali, že planety tohoto typu, označované termínem „horký Jupiter“, by mohly ve svých atmosférách vodní páru obsahovat. Donedávna marně hledali přesvědčivý důkaz pro tento předpoklad. Až poslední pozorování přinášejí jasné důkazy, že tyto planety jsou „mokré“. „S napětím jsme očekávali identifikaci zřetelných signálů vodní páry na planetě, která je od nás vzdálená stovky biliónů kilometrů,“ říká Giovanna Tinetti (Evropská kosmická agentura, spolupracovnice Institute d’Astrophysique de Paris).

Ačkoliv je voda základní součástí života, jak víme, planety typu horkého Jupitera (i když obsahují vodní páru) nejsou pravděpodobně vhodné pro život. Dřívější měření pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu ukazovala, že exoplaneta HD 189733b je doslova rozpálená na průměrnou teplotu kolem 1000 K (tj. přibližně 725 °C). Teplota zde kolísá v rozmezí 425 až 930 °C. Astronomové doufají, že se jim podaří pomocí kosmických observatoří, jako je Spitzerův dalekohled, objevit vodu také na kamenných a obyvatelných planetách, podobných Zemi. Atmosféry těchto planet však zřejmě budou mnohem řidší a chladnější, proto i detekce vody zde bude obtížnější.

„Objev vody na této planetě naznačuje, že i další planety ve vesmíru, možná dokonce i některé kamenné planety, mohou také obsahovat vodu,“ říká spoluautor vědecké práce Sean Carey (NASA's Spitzer Science Center at the California Institute of Technology in Pasadena).

Nová zjištění jsou součástí nové oblasti vědeckého bádání – studia počasí na exoplanetách, tedy na planetách mimo naši Sluneční soustavu. Tak vzdálené planety nemůžeme pozorovat přímo; nicméně v uplynulých několika letech astronomové získali informace také o jejich atmosférách pozorováním přechodů několika exoplanet typu horkého Jupitera před kotoučkem hvězdy.

Počátkem tohoto roku Spitzerův dalekohled uskutečnil první analýzu světla dvou exoplanet: HD 189733b a HD 209458b. Pomocí spektrometru pozoroval planety, jak postupně mizí za hvězdami. To vedlo k získání vůbec prvního „otisku prstů“ – tedy k pořízení spektra exoplanety. Přesto výsledkem nebyl objev vody, pravděpodobně proto, že její hledání touto metodou je velmi obtížné vzhledem ke struktuře atmosfér těchto exoplanet.

Později tým astronomů objevil stopy vody u exoplanety HD 209458b na základě analýzy viditelného světla, provedené pomocí Hubblova kosmického dalekohledu HST. Tato data byla získána v době, kdy planeta přecházela před kotoučkem mateřské hvězdy.

Nyní tým astronomů získal doposud ty nejlepší důkazy přítomnosti vody v atmosféře horkého Jupitera při pozorování přechodu exoplanety HD 189733b přes kotouček mateřské hvězdy, a to družicí Spitzer v oblasti infračerveného záření. Při použití této metody jsou změny infračerveného záření hvězdy zaznamenávány v době, kdy exoplaneta postupně zakrývá atmosféru hvězdy, jejíž světlo prochází vnější atmosférou planety. Astronomové pozorovali tento úkaz pomocí sady kamer na palubě Spitzerova kosmického dalekohledu na třech rozdílných vlnových délkách infračerveného záření a zjistili, že pro každou vlnovou délku bylo planetou pohlceno rozdílné množství světla. Tomuto modelu, kdy absorpce závisí na vlnové délce, odpovídá působení vody.

„Pouze přítomnost molekul vody může vysvětlit toto chování,“ říká Giovanna Tinetti. „Pozorování přechodu planety před kotoučkem hvězdy v oboru infračerveného záření je nejlepší způsob pátrání po těchto molekulách v atmosférách exoplanet.“ Teplota na exoplanetě HD 189733b je příliš vysoká na to, aby zde voda zkondenzovala do oblaků, případně padala na povrch planety v podobě deště.

Atmosféra exoplanety však vůbec není klidná. Planeta je pevně sevřena gravitací hvězdy (vzhledem k malé vzdálenosti), takže jedna její polokoule je trvale přivrácena k povrchu hvězdy (tzv. vázaná rotace), čímž dochází k jejímu mimořádnému ohřevu. To pravděpodobně vyvolává prudké větry, vanoucí směrem z denní na noční polokouli.

Exoplaneta HD 189733b se nachází v souhvězdí Lištičky, ve vzdálenosti 63 světelné roky od Země. Byla objevena v roce 2005 na základě zeslabení světla hvězdy o 3 % při přechodu exoplanety před kotoučkem hvězdy. Průměr exoplanety byl určen na 1,25 průměru planety Jupiter.

Zdroj: spitzer.caltech
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí