Atmosférická mlha u exoplanety

Hubblův kosmický dalekohled (HST) si na své konto připsal další cenný skalp. Jako první v historii odhalil atmosférickou mlhu u exoplanety. „Jedním z dlouhodobých cílů při studování exoplanet je pozorování atmosfér planet zemského typu a tato současná studie je prvním krokem v tomto směru “, říká vedoucí týmu Frederic Pont z Geneva University Observatory ve Švýcarsku.

Obr.: Kresba: Hvězda HD 189733 se svou planetou v představách malíře.

Exoplaneta, u které byla odhalena atmosférická mlha, není jen tak nějakou planetou. Jedná se o starou známou HD 189733b. Tuto exoplanetu již v nedávné době zkoumal kosmický dalekohled Spitzer, který na rozdíl od HST pracuje výlučně v infračervené části spektra. Díky systematickému výzkumu máme o atmosféře této exoplanety dnes již poměrně dobré představy. Více o výzkumu této exoplanety kosmickým dalekohledem Spitzer se dočtete v článcích První teplotní mapa exoplanety a Spitzer zaznamenal další úspěch ve výzkumu exoplanet.

HD 189733b je tak bezkonkurenčně nejprozkoumanější planetou mimo Sluneční soustavu. V silách HST pochopitelně není samotnou planetu spatřit. Kosmický dalekohled využil běžně používané transitní metody. O co jde? Planeta se občas dostane z našeho pohledu před hvězdu. Ve chvíli, kdy světlo z hvězdy přejde skrz okraj planety, zanechají plyny z atmosféry ve spektru nezaměnitelné stopy. Spektrum mateřské hvězdy HD 189733 známe celkem přesně a „to co je navíc“ pochází z exoplanety.

Samotná exoplaneta HD 189733b spadá do kategorie horkých Jupiterů. Tyto planety mají hmotnost srovnatelnou s naším Jupiterem a obíhají okolo své mateřské hvězdy velmi blízko. Vnější teplota exoplanety HD 189733b je asi 700°C. Pozorování z HST naznačují, že okolo planety neobíhají žádné měsíce a také se okolo ní s největší pravděpodobností nevyskytuje žádný prstenec jako například u Saturnu v našem solárním systému.

Obr.: Hvězda HD 189733 (uprostřed). Poblíž je také mlhovina M27. Zdroj: Digitized Sky Survey 2

Spektrum, získané pomocí HST, je nesmírně přesné. Skromně ale přiznejme, že za úspěchem je také malý průměr mateřské hvězdy, který činní asi 76% průměru našeho Slunce.

Astronomové očekávali, že naleznou stopy sodíku, draslíku a vody, ale nestalo se tak! To naznačuje výskyt atmosférické mlhy, která se nachází ve výšce asi 1 000 km. V naší Sluneční soustavě mají obdobnou mlhu například Venuše nebo Saturnův měsíc Titan. Podle vědců se mlha nejspíše skládá z malých částeček o velikosti méně jak tisícina milimetru. Tato mlha je zřejmě složena ze zrnek železa, křemičitanu a oxidu hlinitého (monokrystal je na Zemi znám jako safír).

V rámci pozorování HD 189733 se astronomové také sekundárně zaměřili na skvrny v atmosféře této hvězdy, které jsou odpovědné za změny jasnosti hvězdy. Jedná se o obdobu slunečních skvrn. V případě HD 189733 ale zaujímají několik procent povrchu a jsou přibližně o 1 000°C chladnější než okolní atmosféra. Podle odhadů může být velikost největší ze skvrn až 80 000 km!