(c) Graphicstock

Gravity vidí atmosféru exoplanet

Přístroj GRAVITY pokořil další milník zobrazování extrasolárních planet. Pomocí optické interferometrie odhalil bouřlivou atmosféru exoplanety.

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 [1] 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 umožnuje využít unikátních možností techniky známé jako optická interferometrie [2]. Vzniká tak ‚super-teleskop‘ VLTI, který je schopen odlišit od sebe záření mateřské hvězdy HR8799 a světlo odražené od horních vrstev atmosféry její planety.

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 vysvětlení m 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 eso1835). 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 [4].

Poznámky
[1] Přístroj GRAVITY byl vyvinut a postaven ve spolupráci Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Německo); LESIA, Paris Observatory–PSL /CNRS/Sorbonne Université/Univ. Paris Diderot a IPAG of Université Grenoble Alpes/CNRS (Francie); Max Planck Institute for Astronomy (Německo), University of Cologne (Německo); CENTRA–Centro de Astrofisica e Gravitação (Portugalsko) a ESO.

[2] Interferometrie je technika, která astronomům umožňuje využívat virtuální super-teleskopy složené ze dvou či více menších dalekohledů. V případě VLTI lze kombinovat všechny hlavní teleskopy (Unit Telescope, UT) systému VLT a až čtveřici malých pomocných dalekohledů (Auxiliary Telescopes, AT). Rozlišení takového přístroje pak závisí na maximální vzdálenosti mezi jednotlivými dalekohledy, které teleskop tvoří, a v případě VLTI je až 25krát lepší než při pozorování jedním dalekohledem VLT.

[3] Exoplanety je možné pozorovat řadou metod. Některé z nich označujeme jako nepřímé – například metoda radiálních rychlostí (radial velocity method), kterou využívá spektrograf ESO/HARPS, kdy astronomové měří periodické pohyby hvězdy vyvolané obíhající planetou. Jako přímé (Direct methods) jsou označovány metody, kdy je sofistikovanými metodami a přístroji s vysokým rozlišením pozorována planeta samotná (ne jen její vliv na mateřskou hvězdu).

[4] Mezi nedávné objevy exoplanet pomocí přístrojů ESO patří i loňské úspěšné pozorování super-Země obíhající kolem Barnardovy hvězdy (viz objevy mladých exoplanet pomocí radioteleskopu ALMA, při kterých byly využívány další moderní techniky detekce.

Tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2019/3

6 PetaFLOPS pro umělou inteligenci

Praha má nejvýkonnější superpočítač pro výzkum umělé inteligence v ČR. Zařízení v hodnotě 41,6 milionu …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close