Voda v atmosféře exoplanety
Hubbleův kosmický dalekohled pozoroval v letech 2015 až 2017 celkem osm přechodů 124 světelných let vzdálené planety K2-18b před svou hvězdou. Na základě získaných dat se vědcům podařilo v atmosféře planety objevit molekuly vody. Dokonce je velmi pravděpodobné, že se v atmosféře tvoří mraky, ze kterých prší.
Země č. 2?
Voda je ve skutečnosti ve vesmíru poměrně běžná molekula. Astronomové ji našli už dříve v atmosférách jiných planet, ale ty většinou obíhaly velmi blízko u svých hvězd a byly pro život zcela nevhodné. K2-18b je první, která se pohybuje v takzvané obyvatelné oblasti. Tak se říká prostoru okolo hvězdy, ve kterém může mít planeta podobná Zemi podmínky k udržení vody v kapalném skupenství.
Stěhujeme se?
Nejásejte předčasně. K2-18b sice obíhá v obyvatelné oblasti, ale to neznamená, že na jejím povrchu budou podmínky k životu. Pojďme se podívat na příklad z naší blízkosti: Pokud bychom vyměnili Zemi za Jupiter, dostával by sice od Slunce tepla "tak akorát", ale obyvatelný by nebyl. A podobně je na tom K2-18b. Bude to spíše menší verze Neptunu s atmosférou bohatou na vodík. Na jejím povrchu nebo spíše na povrchu jejího jádra bude kvůli tomu panovat vysoká teplota a tlak. Nic pro dovolenou nebo výskyt zelených mužíčků.
Planeta bez atmosféry
Na pozorování K2-18b se podílel také Spitzerův kosmický dalekohled, který nedávno pozoroval exoplanetu LHS 3844b. Ta je svou velikostí Zemi mnohem podobnější, ale nemá zřejmě žádnou atmosféru. Přišla o ni kvůli velkým dávkám záření od blízké mateřské hvězdy. Planeta je ke své hvězdě nakloněna stále stejnou stranou – podobně jako Měsíc k Zemi.
Mráz a žár
Vědci pozorovali fáze exoplanety, které jsou také velmi podobné fázím Měsíce a zjistili, že na denní straně planety panují teploty přes 700 °C, zatímco na noční okolo –270 °C. Důvodem je opět – atmosféra. Na Zemi atmosféra vyrovnává teplotní rozdíly, v noci proto nezmrzneme a ve dne se neškvaříme. Exoplaneta LHS 3844b ale zřejmě žádnou atmosféru nemá, a proto jsou rozdíly v teplotách tak obrovské.
Spektrální špehování
Ke studování chemických složení vzdálených objektů využívají astronomové spektroskopie. Její princip nám připomíná pozorování duhy. Kapičky vody dokáží na pozemské obloze rozložit sluneční světlo na jednotlivé barvy. Vědci dokáží s pomocí přístrojů pozorovat světlo vzdálených objektů ještě detailněji. Ve spektru vidí čáry, které odpovídají jednotlivým chemickým prvkům. Dokáží tak zjistit například složení hvězdy.
Planetární podpis
Co když ale před hvězdou projde planeta, která okolo ní obíhá? Planeta není vidět, ale způsobí pokles jasnosti hvězdy. Světlo hvězdy navíc projde atmosférou planety, která v ní zanechá svůj otisk. Astronomové pak pozorují spektrum hvězdy a planety. Stačí jen "odečíst" spektrum hvězdy a dostanou spektrum a tím i chemické složení samotné atmosféry planety.
Fáze exoplanety LHS 3844b
Exoplaneta je tak daleko, že ji nevidíme. Navíc je přezářená světlem své mateřské hvězdy. S pomocí přístrojů ale můžeme sledovat její fáze, které jsou podobné fázím Měsíce. Jak planeta obíhá okolo hvězdy, přichází k nám kromě světla samotné hvězdy také světlo odrážené různě velkou části povrchu planety.
1,2,4,5
Planeta je k nám nakloněna noční stranou. Žádné záření hvězdy neodráží, ale můžeme pozorovat její tepelné záření.
3
Planeta přechází před svou hvězdou a způsobuje pokles její jasnosti. V této době také světlo hvězdy prochází atmosférou, takže lze studovat její složení.
6-8,10-12
Postupně pozorujeme stále větší část denní strany planety.
9
Planeta je za hvězdou. Pozorujeme pouze světlo samotné hvězdy.
