Významný milník: Astronomové mohou díky přístroji GRAVITY podrobně studovat atmosféry exoplanet!

Přístroj GRAVITY pro interferometr ESO/VLTI provedl první přímé pozorování exoplanety prostřednictvím optické interferometrie. Díky této metodě se podařilo odhalit komplexní atmosféru tělesa, ve které oblaky železných a křemičitých částic víří v bouři planetárních rozměrů. Použitý postup nabízí jedinečnou možnost průzkumu řady dnes známých extrasolárních planet.

Výsledky publikoval tým GRAVITY Collboration ve vědeckém časopise Astronomy and Astrophysics. Astronomové v článku prezentují pozorování extrasolární planety HR8799e získaná s použitím optické interferometrie. Exoplaneta byla objevena v roce 2010 a obíhá kolem mladé hvězdy hlavní posloupnosti s označením HR8799. Hvězda leží asi 129 světelných let od Slunce a na obloze se nachází v souhvězdí Pegas.

Zveřejněné výsledky, které poskytují základní charakteristiky planety HR8799e, bylo možné získat pouze s pomocí zařízení s mimořádným rozlišením a citlivostí. Přístroj GRAVITY může pracovat ve spojení se všemi čtyřmi hlavními přístroji systému VLT najednou, které se tak chovají jako jeden velký teleskop, a díky tomu umožňuje využít unikátních možností techniky známé jako optická interferometrie. Vzniká tak ‚super-teleskop‘ VLTI, který je schopen odlišit od sebe záření mateřské hvězdy HR8799 a světlo odražené od horních vrstev atmosféry její planety.

TIP:   Co na obloze oko nevidí? Třeba galaxie kočky Šklíby v souhvězdí Velké medvědice

Mladá planeta HR8799e je typu ‚super-Jupiter‘, tady objekt hmotnostní kategorie, jejíž zástupce se ve Sluneční soustavě nevyskytuje. Stáří planety je odhadováno na pouhých 30 milionů let a takto mladé těleso může planetologům poskytnout zásadní informace o formování jednotlivých objektů i planetárních systémů. Exoplaneta HR8799e je zcela jistě neobyvatelná – zbytková energie z období formování a silný skleníkový efekt ji prohřívají na teplotu kolem 1000 °C.

Technika optické interferometrie byla k detailnímu zkoumání extrasolární planety použita vůbec poprvé. S její pomocí bylo možné získat mimořádně podrobné spektrum bezprecedentní kvality – s desetkrát lepším rozlišením než měla dřívější pozorování. Vědci tak dostali do rukou materiál, který umožnil odhalit informace o složení atmosféry planety HR8799e. A ta skrývala řadu překvapení.

Naše analýza ukázala, že planeta HR8799e má atmosféru, která obsahuje mnohem více oxidu uhelnatého než metanu – což je z hlediska rovnovážné chemie dost neočekávaný výsledek,“ vysvětluje vedoucí týmu Sylvestre Lacour (LESIA, Observatoire de Paris-PSL a Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics). „Nejlepším vysvětlením tohoto překvapivého zjištění je silné vertikální proudění, které v atmosféře zabraňuje reakcím oxidu uhelnatého s vodíkem, při kterých metan vzniká.“

Astronomům se rovněž podařilo zjistit, že atmosféra obsahuje oblaky tvořené částicemi železného a křemičitého prachu. Ve spojení s překvapivě vysokou koncentrací oxidu uhelnatého se zdá, že v atmosféře planety HR8799e probíhají mohutné a divoké bouře.

To, co jsme pozorovali, připomíná bublinu plynu osvětlovanou zevnitř a paprsky infračerveného tepelného záření pronikající mezi temnými oblaky bouří,“ popisuje Sylvestre Lacour. „Konvekce probíhá kolem oblaků tvořených železnými a křemičitými částicemi, které se rozmělňují a padají zpět do nitra. Rýsuje se tak obraz mladé obří extrasolární planety s dynamickou atmosférou, ve které probíhají složité fyzikální a chemické procesy.”

Publikované výsledky představují další z řady objevů uskutečněných pomocí přístroje GRAVITY, mezi kterými je také loňské pozorování plynu proudícího 30 % rychlosti světla jen nedaleko od horizontu událostí superhmotné černé díry v centru naší Galaxie (viz článek Přístroj GRAVITY potvrdil přítomnost černé díry v centru naší Galaxie). Ukazují také možnosti nové metody pozorování extrasolárních planet, která doplňuje ty již v současnosti běžně používané při výzkumech prováděných pomocí teleskopů i přístrojů ESO a slibuje mnoho dalších vzrušujících objevů.

Zdroj: ESO
Foto: ESO/L. Calçada, ESO
Video: ESO
Doporučený odkaz: First direct detection of an exoplanet by optical interferometry Astrometry and K-band spectroscopy of HR 8799 e