Astronómovia z USA, Francúzska a Škótska vďaka pozorovaniam pomocou HST potvrdili prítomnosť vody v atmosfére exoplanéty HAT-P-26b. Vedci navyše odhadli podiel prvkov ťažších ako vodík v plynovej obálke planéty - ukázalo sa, že je malý, čo je mimo predtým objaveného obrazca. Podľa autorov atmosféra HAT-P-26b s najväčšou pravdepodobnosťou zostala prakticky nezmenená od vzniku planéty. Výskum je publikovaný v časopise Science.
Drvivá väčšina známych exoplanét bola objavená jedným z dvoch spôsobov: tranzitnou metódou (keď planéta mierne stlmí hviezdu prechodom medzi ňou a pozemským pozorovateľom) alebo analýzou Dopplerovských posunov (keď gravitácia planéty spôsobí, že sa hviezda mierne „vlní“tam a späť). S ich pomocou môžete určiť niektoré parametre obežnej dráhy planéty, obmedziť jej veľkosť alebo hmotnosť. Nie je však možné zistiť, čo táto alebo táto exoplanéta spočíva v použití dopplerovských metód.
Tranzity planéty vám umožňujú preskúmať jej plynovú škrupinu, ak je dostatočne veľká. V okamihu, keď sa planéta začne pohybovať pred diskom hviezdy, časť jej svetla prechádza cez jej plynný obal. V závislosti od toho, z akých plynov je atmosféra vyrobená, sa začnú absorbovať niektoré časti spektra hviezdy. Napríklad voda a oxid uhličitý majú charakteristické absorpčné pásy - ležia v infračervenej oblasti spektra. Porovnaním spektra hviezdy počas prechodu a pred prechodom môžu astronómovia presne určiť, v ktorých spektrálnych rozsahoch atmosféra exoplanéty absorbuje, a urobiť predpovede o jej zložení.
Po prvýkrát boli vodné stopy v snímke HAT-P-26b zaznamenané v roku 2015 - pomocou kombinovaných údajov Spitzerovho ďalekohľadu a pozemných pozorovaní. Táto exoplanéta sa nachádza asi 430 svetelných rokov od Zeme a je to „horúci Neptún“, ktorého rovnovážna teplota na povrchu je asi 1 000 Kelvinov (730 stupňov Celzia). Vďaka malému gravitačnému zrýchleniu môže mať nebeské teleso hustú a vysokú atmosféru. Planéta obieha okolo hviezdy systému - oranžového trpaslíka - asi za 4,2 dňa.
Hannah R. Wakeford a kol. / Science, 2017
V novej práci autori rozšírili spektrum pozorovaní exoplanéty a pomocou Hubblovho vesmírneho teleskopu pozorovali prechody vo viditeľnom a blízkom infračervenom rozsahu. To umožnilo vidieť ďalšie absorpčné pásy, ktoré spoľahlivo indikovali prítomnosť vody v atmosfére planéty. Je potrebné poznamenať, že HAT-P-26b nemožno nazvať vodným svetom kvôli príliš vysokej teplote planéty.
Okrem pozorovania vody v atmosfére boli astronómovia schopní odhadnúť metalicitu škrupiny plynného obra. Toto je relatívny podiel prvkov ťažších ako hélium v zložení objektu. Na základe pozorovaní v slnečnej sústave a na niekoľkých exoplanétach (WASP-43b a HAT-P-11b) si astronómovia všimli určitý vzorec - s rastúcou veľkosťou planéty metalíza klesá. Inými slovami, podiel ťažkých prvkov v Jupiteri je oveľa menší ako v Uráne alebo Neptúne. Toto pozorovanie sa stalo základom pre niektoré hypotézy o vývoji planét. HAT-P-26b vychádza z tohto modelu: s veľkosťami porovnateľnými s Neptúnom je jeho metalicita približne rovnaká ako u Jupitera.
Podľa astronómov môžu rozdiely medzi HAT-P-26b od iných planét so známou metalicitou a hmotnosťou znamenať, že proces jeho vývoja sa z nejakého dôvodu odlišoval od všeobecne akceptovaného. Autori poukazujú na to, že plynová obálka HAT-P-26b je s najväčšou pravdepodobnosťou rovnaká ako v prvých obdobiach existencie exoplanéty. Exoplanéta navyše pravdepodobne nezrazila s inými planétami a väčšina jej ťažkých prvkov je sústredená v jadre.
Propagačné video:
Autori poznamenávajú, že ide o jedinečnú situáciu, keď bola exoplanéta študovaná tak podrobne. Samotný takýto výsledok je už teraz dôležitým úspechom.
Vladimír Korolev