Astronomové ze Spojených států, Francie a Skotska potvrdili díky pozorováním pomocí HST přítomnost vody v atmosféře exoplanety HAT-P-26b. Kromě toho vědci odhadli podíl prvků těžších než vodík v plynové obálce planety - ukázalo se, že je malý, což je mimo dříve objevený vzorec. Podle autorů zůstala atmosféra HAT-P-26b s největší pravděpodobností od počátku planety prakticky nezměněna. Výzkum je publikován v časopise Science.
Drtivá většina známých exoplanet byla objevena jedním ze dvou způsobů: tranzitní metodou (když planeta mírně ztlumí hvězdu průchodem mezi ní a pozemským pozorovatelem) nebo Dopplerovou analýzou (když gravitace planety způsobí, že se hvězda mírně zakolísá tam a zpět). S jejich pomocí můžete určit některé parametry oběžné dráhy planety, omezit její velikost nebo hmotnost. Je však nemožné zjistit, co tato nebo ta exoplaneta spočívá v použití Dopplerových metod.
Tranzity planety vám umožní prozkoumat její plynovou skořápku, pokud je dostatečně velká. V okamžiku, kdy se planeta začne pohybovat před diskem hvězdy, prochází část jejího světla plynným obalem. V závislosti na tom, z jakých plynů je atmosféra vytvořena, se začnou absorbovat některé části spektra hvězdy. Například voda a oxid uhličitý mají charakteristické absorpční pásy - leží v infračervené oblasti spektra. Porovnáním spektra hvězdy během a před přechodem mohou astronomové přesně určit, ve kterých spektrálních rozsazích pohlcuje atmosféra exoplanety, a předpovídat její složení.
Poprvé byly vodní stopy v HAT-P-26b zaznamenány v roce 2015 - pomocí kombinovaných dat Spitzerova dalekohledu a pozemních pozorování. Tato exoplaneta se nachází asi 430 světelných let od Země a je to „horký Neptun“, jehož rovnovážná teplota na povrchu je asi 1 000 Kelvinů (730 stupňů Celsia). Díky malému gravitačnímu zrychlení může mít nebeské těleso hustou a vysokou atmosféru. Planeta obíhá kolem hvězdy systému - oranžového trpaslíka - asi za 4,2 dne.
Hannah R. Wakeford a kol. / Science, 2017
V nové práci autoři rozšířili spektrum pozorování exoplanety a pomocí Hubblova kosmického dalekohledu sledovali přechody ve viditelném a blízkém infračerveném rozsahu. To umožnilo vidět další absorpční pásy, které spolehlivě indikovaly přítomnost vody v atmosféře planety. Je třeba poznamenat, že HAT-P-26b nelze nazvat vodním světem - kvůli příliš vysoké teplotě na planetě.
Kromě pozorování vody v atmosféře byli astronomové schopni odhadnout metalicitu pláště plynného obra. Toto je relativní podíl prvků těžších než helium ve složení objektu. Na základě pozorování ve sluneční soustavě a na řadě exoplanet (WASP-43b a HAT-P-11b) si astronomové všimli vzoru - s rostoucí velikostí planety klesá metalicita. Jinými slovy, podíl těžkých prvků v Jupiteru je mnohem menší než v Uranu nebo Neptunu. Toto pozorování se stalo základem pro některé hypotézy o vývoji planet. HAT-P-26b se dostává z tohoto vzoru: s velikostmi srovnatelnými s Neptunem je jeho metalicita přibližně stejná jako u Jupitera.
Podle astronomů mohou rozdíly mezi HAT-P-26b a jinými planetami se známou metalicitou a hmotností znamenat, že proces jeho vývoje se z nějakého důvodu lišil od obecně přijímaného. Autoři poukazují na to, že plynová obálka HAT-P-26b je s největší pravděpodobností stejná jako v prvních obdobích existence exoplanety. Exoplaneta navíc pravděpodobně nekolidovala s jinými planetesimály a většina jejích těžkých prvků je soustředěna v jádru.
Propagační video:
Autoři poznamenávají, že se jedná o jedinečnou situaci, kdy byla exoplaneta studována tak podrobně. Samotný výsledek je sám o sobě již důležitým úspěchem.
Vladimír Korolev