Grupa astronomów ogłosiła we wtorek, że udało im się po raz pierwszy znaleźć przesłanki świadczące o istnieniu atmosfery wokół planety poza Układem Słonecznym. Doc. Ziołkowski z CBK PAN sądzi, że dzięki sprawdzeniu nowej metody badania pozasłonecznych planet, wkrótce usłyszymy o większej ilości tego typu odkryć.

Używający zupełnie nowej technologii, astronomowie pracujący z Kosmicznym Teleskopem Hubble’a (HST) stwierdzili, że udało im się zaobserwować ślady sodu mogącego pochodzić jedynie z atmosfery olbrzymiej planety (oznaczanej HD 209458 b) krążącej wokół położonej 150 lat świetlnych od Ziemi gwiazdy HD 209458.

Odkrycie było możliwe dzięki temu, że planeta w swoim ruchu orbitalnym przechodzi dokładnie pomiędzy Ziemią i gwiazdą, wokół której krąży. W czasie takiego przejścia niewielka część światła gwiazdy jest blokowana. Jeszcze mniejsza część jej promieniowania przechodzi przez atmosferę planety, o ile taka atmosfera istnieje. Możemy wtedy obserwować linie widmowe pierwiastków ją tworzących.

Grupa astronomów kierowana przez David’a Charbonneau z Caltech’u (Kalifornijski Instytut Technologiczny) i Tim’a Brown’a z National Center for Atmospheric Research (Narodowe Centrum Badań Atmosferycznych) obserwowała wiele takich przejść używając spektrografu umieszczonego na Kosmicznym Teleskopie Hubble’e. Porównali oni widma uzyskane w czasie przejść, z tymi które zostały uzyskane poza nimi. Udało im się zaobserwować ślady sodu, który musi pochodzić z atmosfery planety.

Sód nie jest podstawowym składnikiem atmosfery. Uczeni uważają, że stanowi tylko kilka milionowych części jej składu. Jednak jest łatwy do wykrycia przez spektrograf na HST. “Sód mówi nam, że naprawdę jest tam atmosfera” – powiedział Charbonneau.

Modele wielkich planet, jak Jowisz czy HD 209458 b, przewidują istnienie sodu w atmosferze. Jednak dane z HST wskazują, że jego ilość w obserwowanej planetarnej atmosferze stanowi zaledwie połowę ilości przewidywanej przez te modele. Różnicę próbuję się tłumaczyć istnieniem w atmosferze HD 209458 b chmur bądź wchodzeniem sodu w reakcje tworzenia skomplikowanych molekuł chemicznych. Obserwacje, które zostaną przeprowadzone w ciągu najbliższych miesięcy powinny rozwiązać tę zagadkę.

Odkrycie nie jest niespodzianką. Od jej odkrycia w 1999 roku przypuszczano, że HD 209458 b jest gazowym olbrzymem otoczonym atmosferą. Masa planety to około 70 procent masy Jowisza. Obiega ona gwiazdę po orbicie o promieniu zaledwie 7 milionów kilometrów z okresem obiegu równym trzy i pół dnia.

Badając, jaką część tarczy gwiazdy jest w stanie zakryć planeta, uczeni doszli do wniosku, że jej promień jest o około jedną trzecią większy od promienia Jowisza.

Ważniejszy od samego odkrycia jest fakt, że w działaniu sprawdza się nowa metoda, która w przyszłości umożliwi badanie atmosfer planet krążących wokół innych gwiazd.

Wykrycie atmosfery na odległej planecie krążącej wokół gwiazdy HD 209458 za pomocą teleskopu Hubble’a zapoczątkuje lawinę dalszych podobnych odkryć – uważa doc. Krzysztof Ziołkowski z Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Obecność atmosfery wokół planet w odległych układach była już wcześniej przewidywana teoretycznie. Teraz potwierdzono tę teorię. Najistotniejsze jest jednak zastosowanie nowej techniki umożliwiającej wykrywanie tych atmosfer” – powiedział doc. Ziołkowski.

Postęp w badaniach innych układów planetarnych dokonuje się w szybkim tempie. Jeszcze kilkanaście lat temu istnienie takich planet tylko przewidywano. Dziś jest znanych już 80 takich obiektów. Stale udoskonalana technika poszukiwań przynosi nowe odkrycia.

Planeta – gazowy gigant przypominający naszego Jowisza – pojawia się na tle swej gwiazdy co 3,5 dnia, co stwarza duże możliwości dla dalszych badań.

Wkrótce powinniśmy się spodziewać dalszych tego typu odkryć. Następny etap to rozpoznawanie coraz mniejszych obiektów, bardziej szczegółowe badania atmosfery planet – jej grubości i składu chemicznego” – powiedział doc. Ziołkowski.

To nie pierwszy przypadek badania atmosfer planet za pomocą obserwacji przejść na tle tarczy gwiazdy. Przeprowadzone w osiemnastym wieku obserwacje przejścia Wenus na tle tarczy słonecznej pozwoliły po raz pierwszy stwierdzić, że planeta ta otoczona jest atmosferą.

Autor

Michał Matraszek