Astronómovia objavili v atmosfére extrasolárnej planéty bárium – dosiaľ najťažší chemický prvok, aký bol týmto spôsobom objavený. Nečakaný objav prináša množstvo otázok týkajúcich sa vlastností takýchto exotických atmosfér.
Detekcia bária vo vysokých vrstvách atmosféry hneď pri dvojici mimoriadne horúcich plynných obrov WASP-76 b a WASP-121 b, planét obiehajúcich okolo dvoch rôznych hviezd, sa astronómom podarila pomocou ďalekohľadu VLT (Very Large Telescope) na observatóriu ESO na Cerro Paranal v Čile.
Mimoriadne horúce obry
WASP-76 b a WASP-121 b nie sú podľa meradiel našej Slnečnej sústavy obyčajné planéty. Ide o objekty, ktoré sa dajú opísať ako extrémne horúci Jupiter. Veľkosťou sú porovnateľné s Jupiterom, ale majú mimoriadne vysokú povrchovú teplotu presahujúcu 1 000 °C. Príčinou je malá vzdialenosť od materskej hviezdy, čo tiež znamená, že perióda obehu je v obidvoch prípadoch len niekoľko dní. Vďaka tomu majú neobvyklé vlastnosti: pri WASP-76 b vedci napríklad predpokladajú, že v jej atmosfére prší železo.
Napriek tomu boli prekvapení, keď v horných vrstvách oboch planét objavili bárium. Vzhľadom na silnú gravitáciu oboch planét by sme očakávali, že ťažké prvky, ako je bárium, rýchlo klesnú do nižších vrstiev atmosféry, vysvetľuje spoluautor práce Olivier Demangeon z Portskej univerzity v Portugalsku. Podľa tamtiež pôsobiaceho hlavného autora štúdie Tomása Azevedoa Silvu to bol v mnohých ohľadoch náhodný objav. Neočakávali sme bárium a ani sme ho cielene nehľadali. Museli sme preto podrobne skontrolovať, či signál skutočne prichádza z planét, pretože bárium dosiaľ nebolo pozorované pri žiadnej exoplanéte.
Skutočnosť, že bárium bolo detegované v atmosférach oboch týchto mimoriadne horúcich telies, naznačuje, že táto kategória exoplanét by mohla byť ešte zaujímavejšia, než sa doteraz myslelo. Aj keď občas môžeme známky bária pozorovať aj na oblohe planéty Zem – v podobe jasne zelenej farby ohňostrojov – je pre vedcov otázkou, aký prírodný proces by mohol spôsobiť, že sa v prípade týchto extrasolárnych planét ťažký chemický prvok dostal do takej veľkej výšky. Nateraz si nie sme istí, aký mechanizmus to spôsobuje, priznáva O. Demangeon.
Podivné svety
Extrémne horúce planéty sú mimoriadne užitočné pre štúdium exoplanetárnych atmosfér. Keďže ide o horúce plynné telesá, sú ich atmosféry veľmi rozsiahle. Preto sa ľahšie pozorujú a skúmajú v porovnaní s atmosférami malých chladných planét, vysvetľuje O. Demangeon. Určenie chemického zloženia exoplanetárnej atmosféry si vyžaduje špecializované vybavenie. Na analýzu svetla, ktoré bolo prefiltrované atmosférami planét WASP-76 b a WASP-121 b, vedci použili prístroj ESPRESSO pracujúci v spojení s ďalekohľadom VLT. Vďaka tomu bolo možné v atmosférach spoľahlivo detegovať niekoľko rôznych chemických prvkov vrátane bária.
Tieto nové výsledky ukazujú, že doteraz sme zbadali len odlesk toho, aké tajomstvá exoplanéty v skutočnosti skrývajú. Pomocou budúcich prístrojov, k akým bude patriť napríklad ešeletový spektrograf s vysokou disperziou ANDES (ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph) a ktorý sa stane jedným z prístrojov pre budovaný veľký 39,4-metrový ďalekohľad ELT (Extremely Large Telescope), budú astronómovia schopní skúmať atmosféry malých aj veľkých exoplanét vrátane kamenných telies podobných Zemi, a to všetko v oveľa väčších detailoch, aby mohli získať poznatky o skutočnej povahe týchto podivných a vzdialených svetov.
RNDr. Zdeněk Komárek
