Atomosféry Exoplanet - Alternativní Pohled

Atomosféry Exoplanet - Alternativní Pohled
Atomosféry Exoplanet - Alternativní Pohled

Video: Atomosféry Exoplanet - Alternativní Pohled

Video: Atomosféry Exoplanet - Alternativní Pohled
Video: Planets and Exoplanet Size Comparison 2024, Smět
Anonim

Astronomové objevili atmosféru kolem exoplanety v souhvězdí Plachty. V současné době je to nejpodobnější exoplanet Země, u kterého bylo možné potvrdit přítomnost atmosféry.

Poprvé bylo v roce 2001 možné detekovat atmosféru planety mimo sluneční soustavu. Bylo nalezeno poblíž planety HD 209458 b, také známé pod neoficiálním názvem Osiris. Nachází se v souhvězdí Pegasus, 153 světelných let od Slunce. Podle svého typu je Osiris „horký Jupiter“, to znamená, plynová planeta s hmotou blízkou hmotnosti Jupiteru, ale umístěná mnohem blíže ke své hvězdě než Jupiter je ke Slunci. Osiris má poloměr asi 100 000 km (1,35 Jupiterových poloměrů), hmotnost 1,31024 tun (0,69 Jupiterových hmot) a vzdálenost od hvězdy je pouze 0,047 astronomických jednotek (mnohem méně než od Slunce do Merkuru). Rok trvá tři a půl dne Země a teplota dosáhne tisíc stupňů Celsia.

Objev atmosféry byl umožněn skutečností, že HD 209458 b se stal první planetou, pro kterou bylo získáno její vlastní spektrum záření, extrahované ze záření své hvězdy. V tomto spektru oceli byly nalezeny absorpční čáry sodíku. V dalších studiích byly učiněny předpoklady o rozsahu, struktuře a teplotě jeho atmosféry. Atmosféra začíná ve vzdálenosti 3,1násobku poloměru Jupiteru od středu planety. Obsahuje vodík, kyslík, uhlík, oxid uhličitý a metan a vodní páru. Teplota atmosféry dosahuje 10 tisíc Kelvinů. Je velmi pravděpodobné, že planeta kvůli silnému zahřívání horní atmosféry vyzařováním hvězdy neustále ztrácí atmosférické plyny, protože atomy vodíku jsou urychlovány na druhou kosmickou rychlost. S tím je spojena volba pro planetu s názvem Osiris,protože tento egyptský bůh byl kdysi rozsekán bohem Setem. Odhaduje se, že planeta Osiris ztrácí mezi stovkou a osmi set miliony kilogramů vodíku za sekundu. Asi za pět miliard let existence mohla planeta ztratit až 7% své hmotnosti, ale existuje možnost, že ztráta vodíku by mohla být potlačena Osirisovou magnetosférou. Možná je atmosféra Osirisu typická pro planety obíhající hvězdy podobné Slunci, ve vzdálenosti menší než 0,1 astronomických jednotek.obíhající hvězdy podobné Slunci, ve vzdálenosti menší než 0,1 astronomických jednotek.obíhající hvězdy podobné Slunci, ve vzdálenosti menší než 0,1 astronomických jednotek.

V atmosféře dalšího horkého Jupiteru - HD 189733 b. Byly brzy nalezeny vodní páry, oxid uhelnatý, oxid uhličitý a metan. V roce 2013 byly v ovzduší několika planet nalezeny stopy vody: HD 209458 b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b a WASP-19b. Převážnou většinu exoplanet, na nichž bylo možné potvrdit přítomnost atmosféry, jsou horké Jupitery a horké neptuny. Přítomnost a složení těchto atmosfér lze posuzovat ze dvou typů pozorování. Zaprvé, lomem světla z hvězdy v atmosféře, když před diskem hvězdy prochází exoplaneta. Za druhé, podle přímého spektra záření planety, které je získáno porovnáním spektra mateřské hvězdy s planetou a těmi získanými, když je planeta skrytá za hvězdou.

V únoru 2016 astronomové informovali o stanovení složení atmosféry planety 55 Cancer e (Jansen). Patří do třídy super-zemí - planet, jejichž hmotnost je větší než hmotnost naší planety, ale nedosahuje parametrů plynových obrů. Pro Jansena je toto číslo 8,63 ± 0,35 pozemských hmot. Složení atmosféry planety bylo detekováno změnou spektra její mateřské hvězdy - 55 Rakovina - během takzvaných tranzitů, tj. Okamžiků, kdy z pohledu pozemského pozorovatele planeta prochází před diskem hvězdy. Během tohoto průchodu část hvězdného světla prochází planetární atmosférou, zatímco určité vlnové délky jsou absorbovány plyny z atmosféry, což umožňuje určit jeho chemické složení. Pozorování byla provedena pomocí širokoúhlé kamery Hubble Space Telescope. V atmosféře planety Jansen, jak se ukázalo,obsahuje vodík, helium a kyanovodík.

V prosinci loňského roku se vědcům poprvé podařilo určit povětrnostní podmínky v atmosféře jedné z exoplanet. Použili údaje o planetě HAT-P-7 b, v souhvězdí Cygnus, shromážděné Keplerovým vesmírným dalekohledem za čtyři roky. HAT-P-7 b označuje horké Jupitery. Jeho hmotnost je 1,776 Jupiterových hmot (16krát větší než Země) a jeho průměr je 1,363násobek průměru Jupiteru. Tato planeta je od Země oddělena 1 044 světelnými roky. HAT-P-7 b patří do třídy „hot Jupiters“. Otáčí se kolem své hvězdy s dobou 2,2 dne. Měřením změny množství světla odraženého atmosférou HAT-P-7b vědci zaznamenali dramatickou změnu polohy nejjasnější oblasti. To podle jejich názoru naznačuje velmi silné větry, které ovlivňují mraky v atmosféře. "Silný vítr fouká kolem planety a pohybuje mraky z noční strany na denní stranu,"- říká jeden z autorů díla David Armstrong (David Armstrong). "Rychlost větru se mění tak dramaticky, že vytváří obrovské oblačnosti, které rostou a poté zmizí."

Současná studie se zaměřila na planetu GJ 1132b (Gliese 1132 b), obíhající kolem jedné z hvězd v souhvězdí Plachty. Bylo pozorováno zaměstnanci University of Keele, Institutu Maxe Plancka pro astronomii a Tor Vergata University of Rome pomocí 2,2 metru dalekohledu Evropské jižní observatoře v La Silla (Chile).

Planeta obíhá kolem červeného trpaslíka Gliese 1132 ve vzdálenosti 39 světelných let od nás. Jeho otevření bylo oznámeno v květnu 2015 a oficiální potvrzení následovalo v listopadu téhož roku. Jeho hmotnost je 1,6 Země, její poloměr je 1,2 Země. Vzdálenost ke hvězdě je asi 225 milionů kilometrů (od Země ke Slunci 149,6 milionů), orbitální období je 1,6 dne. Planeta přijímá 19krát více záření ze své hvězdy než Země ze Slunce, takže teplota na ní je vyšší než na Venuši, možná na povrchu přesahuje 500 ° C.

Propagační video:

Pozorování byla prováděna během devíti tranzitů planety GJ 1132b v sedmi různých pásmech: dva v infračerveném a sedm ve viditelných částech spektra. Pro každý rozsah byla odhadnuta zdánlivá velikost planety. V důsledku toho vědci zjistili, že v jednom z infračervených rozsahů jeho průměr výrazně převyšuje data pro zbývající rozsah. To nám umožňuje dojít k závěru, že kolem planety je plynová obálka, která je neprůhledná pro světelné vlny dané vlnové délky a transparentní pro všechny ostatní. Další simulace prováděné na University of Cambridge a Max Planck Institute for Astronomy ukázaly, že tyto účinky jsou dobře vysvětleny přítomností vodní páry a metanu v atmosféře.

Dříve se věřilo, že atmosféry planet obíhajících kolem červených trpaslíků nemohou existovat dlouhou dobu, protože tyto hvězdy jsou příliš aktivní a jejich výbuchy nevyhnutelně povedou ke zničení těchto atmosfér. Nové výsledky jsou povzbudivé, protože se zdá, že atmosféra GJ 1132b existuje již miliardy let. Vzhledem k tomu, že ve vesmíru jsou červení trpaslíci tak běžní, přítomnost atmosféry v jejich hvězdách zvyšuje šance na podmínky pro mimozemský život.

Práce vědců byla publikována Astronomickým časopisem.