Astronomům využívajícím dalekohled ESO/VLT se poprvé podařilo detekovat molekuly oxidu titanatého v atmosféře extrasolární planety. Objev u exoplanety WASP-19b, která je typu horký Jupiter, učinili vědci s pomocí výkonného zařízení FORS2. Přináší unikátní informace o chemickém složení, teplotě a tlaku v atmosféře tohoto neobvyklého a velmi horkého světa. Výsledky byly publikovány v prestižním vědeckém časopise Nature.

Astronom Elyar Sedaghati (vědecký pracovník ESO, absolovent TU Berlín) a tým jeho spolupracovníků zkoumali atmosféru extrasolární planety WASP-19b v dosud nedostižných detailech.

Tato podivuhodná planeta se velikostí podobá Jupiteru. Pohybuje se však tak blízko své mateřské hvězdy, že jeden oběh jí trvá pouhých 19 hodin a odhadovaná teplota atmosféry planety dosahuje až 2 000 °C.

WASP-19b při pohledu ze Země přechází přes disk své mateřské stálice a přitom část záření hvězdy prochází atmosférou planety. Atmosféra ve světle zanechá jemné známky vypovídající o jejím složení.

Díky použiti přístroje FORS2 a dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) se týmu po pečlivé analýze světla přicházejícího od hvězdy podařilo odhalit, že atmosféra exoplanety kromě všudypřítomného zákalu rozptylujícího procházející záření obsahuje malé množství oxidu titanatého (TiO), vody a stopy sodíku.

„Detekce těchto molekul není zdaleka jednoduchý úkol,“ vysvětluje Elyar Sedaghati, který jako student ESO pracoval na tomto projektu dva roky. „Potřebujeme nejen data mimořádné kvality, ale musíme provádět i jejich velmi náročnou analýzu. Použili jsme algoritmus, který je schopen porovnat mnoho milionů spekter pro široký rozsah možných chemických složení, teplot a různých vlastností oblačných vrstev i zákalu v atmosféře. Umožnil nám tak učinit uvedené závěry.“

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:   Kvarteto navigačních družic Galileo je natankované a připravené na start

Oxid titanatý na Zemi najdeme jen zřídka, je však známo, že se vyskytuje v atmosférách chladných hvězd. V atmosférách horkých extrasolárních planet, jako je WASP-19b, může plnit úlohu složky absorbující teplo.

Pokud se molekuly vyskytují v dostatečně vysoké koncentraci, zabraňují šíření tepla atmosférou a vytvářejí podmínky pro vznik teplotní inverze – teplota je vyšší v horních vrstvách atmosféry a klesá do hloubky. Podobnou úlohu v zemské atmosféře plní ozón – díky jeho působení vzniká teplotní inverze ve stratosféře.

„Přítomnost oxidu titanatého v atmosféře planety WASP-19b může mít významný vliv na teplotní profil atmosféry a její cirkulaci,“ vysvětluje další člen týmu Ryan MacDonald (Cambridge University, UK). „Schopnost zkoumat exoplanety na takto detailní úrovni je velmi slibná a vzrušující,“ dodává Nikku Madhusudhan (Cambridge University), který dohlížel na teoretickou interpretaci provedených pozorování.

Astronomové shromažďovali pozorování planety WASP-19b v období trvajícím více než rok. Měřením relativních změn průměru planety na různých vlnových délkách záření, které prošlo atmosférou, a jejich srovnáním s modely, vědcům umožnilo extrapolovat různé vlastnosti, jako je hrubé chemické složení atmosféry planety.

Nová informace o přítomnosti oxidů kovů jako je titan i dalších složek umožní mnohem detailnější modelování planetárních atmosfér. V budoucnosti, jakmile astronomové budou schopni pozorovat atmosféry potenciálně obyvatelných extrasolárních planet, poskytnou vylepšené modely mnohem lepší představu, jak tato pozorování interpretovat.

„Toto velmi důležité pozorování je výsledkem práce rekonstruovaného přístroje FORS2, který byl upraven právě k tomuto účelu,“ dodává člen vědeckého týmu Henri Boffin (ESO), který vedl také projekt přestavby přístroje. „FORS2 se tímto vylepšením stal nejlepším přístrojem pro tento typ výzkumu z povrchu Země.“

Zdroj: Vědecká tisková zpráva ESO
Foto: ESO/M. Kornmesser
Video: ESO
Doporučený odkaz: Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter