Po raz pierwszy w historii Teleskopu Kosmicznego Spitzera powiodły się obserwacje, które pozwoliły zidentyfikować skład chemiczny atmosfer planet pozasłonecznych. Jest to kamień milowy na drodze do wykrycia życia na skalistych planetach pozasłonecznych. Osiągnięcie to nastąpiło o wiele wcześniej, niż się spodziewano.

„To wielka niespodzianka” – komentuje naukowiec z projektu Spitzera, Michael Werner z Jet Propulsion Laboratory. „Kiedy tworzyliśmy Spitzera, nie mieliśmy pojęcia, że za jego pomocą dokonamy tak wielkich postępów w opisywaniu planet pozasłonecznych„.

Spitzer, kosmiczny teleskop do obserwacji w paśmie podczerwonym, pozwolił otrzymać widma dwóch gazowych planet pozasłonecznych: HD 188733b, znajdującej się w gwiazdozbiorze Liska w odległości 63 lat świetlnych od Ziemi, oraz odległej o 154 lata świetlne HD 209458b z gwiazdozbioru Pegaza.

Spektrograf w teleskopie Spitzera rozszczepia światło pochodzące z obserwowanego obiektu na widmo różnych długości fal, tak jak pryzmat rozprasza światło słoneczne w tęczę. W widmie zawarta jest informacja o składzie chemicznym obiektu. Planety pozasłoneczne obserwowane przez Spitzera nazywa się „gorącymi Jowiszami”, gdyż podobnie do Jowisza są gazowymi olbrzymami, jednak poruszają się znacznie bliżej swoich gwiazd.

Z otrzymanych danych wynika, że wyżej wymienione planety są bardziej suche i zachmurzone, niż się wcześniej wydawało. Specjaliści przewidywali, że w atmosferach gorących Jowiszów będzie znajdować się dużo wody, jednak nie znaleziono jej w ogóle w otoczeniu HD 188733b i HD 209458b. Ponadto w atmosferze tej ostatniej wykryto ślady maleńkich ziaren krzemianowego piasku. Może to oznaczać, że woda występuje na tej planecie, jednak poniżej grubej warstwy pylistych chmur, niepodobnych do niczego spotykanego w naszym Układzie Słonecznym.

„Teoretycy kręcili głowami ze zdumienia, kiedy ujrzeli wyniki obserwacji” – podkreśla Jeremy Richardson z Goddard Space Flight Center. „To właściwie niemożliwe, by na planecie nie było pary wodnej. Musi ona zatem być ukryta, zapewne pod warstwą chmur wykrytą przez analizę widma„.

Richardson jest głównym autorem artykułu z magazynu „Nature” z 22 lutego, w którym opisane jest widmo HD 209458b.

Zespół pod kierunkiem Carla Grillmaira z Spitzer Science Center przy California Institute of Technology zajął się widmem HD 188733b, podobnie jak naukowcy skupieni wokół Marka R. Swaina z JPL. Oba zespoły doszły do podobnych wyników. Wyniki Grillmaira zostaną opublikowane w „Astrophysical Journal Letters”, zaś wnioski Swaina zostały wysłane do tej gazety.

„Dzięki tym obserwacjom ulepszamy narzędzia, których kiedyś użyjemy, by znaleźć życie pozaziemskie, jeśli tylko istnieje. To coś w rodzaju próby kostiumowej„, stwierdza Swain.

Spitzer zarejestrował widma słabego światła planet dzięki technice zwanej „zaćmieniem drugorzędnym”. Polega ona na obserwowaniu planety podczas jej tranzytu na tle gwiazdy, lub przechodzenia za nią. Spektrograf Spitzera mógł otrzymać widmo planety poprzez pomiar spadku promieniowania podczerwonego podczas przesłonięcia jej przez gwiazdę. Zastosowanie takiej techniki jest możliwe tylko w paśmie podczerwonym, w którym planeta jest jaśniejsza niż w świetle widzialnym.

Podczas wcześniejszych obserwacji HD 209458b teleskop kosmiczny Hubble'a mierzył podczas tranzytu zmiany światła gwiazdy, a nie planety. Wtedy wykryto pojedyncze pierwiastki otaczające planetę – sód, tlen, węgiel i wodór.

„Kiedy pierwszy raz podejmowaliśmy się tych obserwacji, uważano je za ryzykowne, gdyż wielu naukowców uważało, że się nie powiodą” – mówi Grillmair – „Jednak Spitzer okazał się świetnie zaprojektowanym urządzeniem, doskonale dostosowanym do tego zadania„.