Vo vesmíre je neobvyklé meno exoplanety Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Je to zvláštny svet, akýsi ako kríženec medzi Zemou a Neptúnom. Má skalnaté jadro ako Zem, ale je obklopené atmosférou vyrobenou z vodíka a hélia. Táto kombinácia je na rozdiel od všetkého v našej vlastnej slnečnej sústave.
Planéta obieha okolo červeného trpaslíka s názvom Gliese 3470 v súhvezdí Rakovina. GJ 3470 b je približne 12,6 hmotností Zeme, čo znamená, že je zhruba na polceste medzi Zemou a Neptúnom. (Neptún má asi 17 hmotností Zeme.)
Vďaka misii Kepler vieme, že v tomto hmotnostnom rozsahu existuje veľa exoplanet. Je možné, že až 80% planét spadá do tohto rozsahu, hoci budúce misie exoplanet to nepochybne objasnia. Až doteraz sa astronómovia nedozreli dobre na atmosféru jednej z týchto planét, a preto je ich formácia trochu záhadou.
Vesmírne ďalekohľady Hubbleov a Spitzer sa spojili, aby dôkladne preskúmali atmosféru GJ 3470 b. Je to prvýkrát, čo astronómovia dokázali identifikovať chemický odtlačok atmosféry planéty, ako je táto. Zistili, že planéta má takmer nedotknutú prvotnú atmosféru vodíka a hélia bez prítomnosti akýchkoľvek ťažších prvkov.
A to predstavuje trochu záhady.
"V slnečnej sústave nič také nemáme, a to je príťažlivé."
Björn Benneke z University of Montreal v Kanade
Half Star, Half Planet?
GJ 3470 b je svojou atmosférou vodíka a hélia v niektorých ohľadoch skôr hviezdou ako planétou. Naše vlastné Slnko je 73% vodíka a zvyšok je takmer celé hélium. Iba nepatrná časť Slnka sú ťažšie prvky ako kyslík, neón, železo a uhlík. Plynné giganty Jupiter a Saturn sú väčšinou vodík a hélium, ale tiež obsahujú ďalšie zlúčeniny, ako je metán a amoniak, ako aj ťažké prvky. Tieto zlúčeniny takmer chýbajú v GJ 3470 b.
„Toto je veľký objav z hľadiska formovania planéty. Planéta obieha veľmi blízko hviezdy a je omnoho menej hmotná ako Jupiter - 318-násobok hmotnosti Zeme -, ale dokázala zväčšiť prapôvodnú atmosféru vodíka / hélia, ktorá je do značnej miery „neznečistená“ ťažšími prvkami, “uviedol Björn Benneke z University of Montreal v Kanade, v tlačovej správe NASA. "V slnečnej sústave nič také nemáme, a to je príťažlivé."
Astronómovia za touto prácou kombinovali schopnosti viacerých vlnových dĺžok oboch vesmírnych ďalekohľadov, aby získali dobrý pohľad na atmosféru GJ 3470 b. Urobili to tak, že zmerali absorpciu hviezdneho svetla, keď exoplaneta prešla pred svojou hostiteľskou hviezdou. Zmerali tiež stratu odrazeného svetla, keď exoplaneta prešla za hviezdou. Celkom pár vesmírnych teleskopov pozoroval 12 tranzitov a 20 zatmení.
Astronómovia používajú spektroskopiu na identifikáciu chemických odtlačkov vodíka a hélia v atmosfére a všetko to umožnila povaha atmosféry planéty. Je to väčšinou jasné, s veľmi malým zákalom, čo znamená, že sa mohli hlboko pozerať do atmosféry. "Prvýkrát máme spektroskopický podpis takého sveta," povedal Benneke.
Ale táto spektroskopia odhalila niečo neočakávané. Astronómovia si mysleli, že nájdu podobné chemické zloženie ako planéta Neptún, s ťažšími prvkami, ako sú kyslík a uhlík. Namiesto toho našli atmosféru pripomínajúcu Slnko.
"... našli sme atmosféru, ktorá je taká ťažká, že jej zloženie pripomína zloženie Slnka bohaté na vodík / hélium."
BJÖRN BENNEKE UNIVERZITY MONTREÁLU V KANADE
"Očakávali sme, že atmosféra silne obohatená o ťažšie prvky, ako je kyslík a uhlík, ktoré vytvárajú dostatok vodnej pary a metánového plynu, sa podobá tomu, čo vidíme na Neptúne," uviedol Benneke. "Namiesto toho sme našli atmosféru, ktorá je taká ťažká, že jej zloženie pripomína zloženie Slnka bohaté na vodík / hélium."
Zostavenie dohromady
Akonáhle sa astronómovia dostali do atmosféry exoplanety dobre, vďaka kombinovanej sile Hubbleovho teleskopu a kozmických ďalekohľadov Spitzer, môžu začať chápať, ako sa táto podivná planéta mohla vytvoriť.
GJ 3470 b je v ostrom kontraste s inými exoplanetami. Astronómovia si myslia, že ďalšie exoplanety, napríklad horúce jupiteri, sa tvoria vo veľkej vzdialenosti od ich Slnka a potom migrujú smerom dovnútra. Astronómovia si však myslia, že tento exoplanet tvoril veľmi blízko svojej červenej trpasličej hviezdy, blízko miesta, kde je dnes umiestnená.
Pravdepodobne sa vytvoril ako drobný skalný predmet spočiatku zapletený do stredu protoplanetárneho disku, približne v rovnakom čase, ako sa vytvorila hviezda. Zhromaždila alebo nazhromaždila svoju atmosféru z toho istého prvotného materiálu na disku, z ktorého sa vytvorila hviezda. A to by vysvetlilo jeho vodíkovú / héliu a dôvod, prečo jej chýbajú ťažšie prvky.
"Toto je veľký objav z hľadiska formovania planéty."
BJÖRN BENNEKE UNIVERZITY MONTREÁLU V KANADE
"Vidíme objekt, ktorý bol schopný nabrúsiť vodík z protoplanetárneho disku, ale neutekal, aby sa stal horúcim Jupiterom," uviedol Benneke. "Toto je zaujímavý režim."
Možno sa stalo, že to stále narastalo z disku, ale hviezda rástla rýchlejšie a disk sa rozptýlil. To bránilo tomu, aby sa GJ 3470 b zväčšoval a stal sa skôr ako plynové giganty v našej slnečnej sústave, s ťažšími prvkami v ich atmosfére.
Zatiaľ tu stojíme naše chápanie tejto zaujímavej, zvláštnej exoplanety. Ale keď bude vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST) v prevádzke, povie nám to viac.
JWST je výkonný vesmírny ďalekohľad, ktorý dokáže do infračerveného žiarenia vidieť s bezprecedentnou citlivosťou. Bude schopný snímať atmosféru GJ 3470 ba ďalších exoplanet a odhaľovať veci, ktoré ešte neboli vidieť. Najmä bude pozorovať vo vlnových dĺžkach, ktoré spôsobujú takmer nepriehľadné hmly.
Naše chápanie všetkých exoplanet, nielen tohto, bude rásť skokmi a hranicami.
Zdroj:
- Tlačová správa: Atmosféra stredne veľkej planéty odhalená Hubbleom, Spitzerom
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Vesmírny ďalekohľad Spitzer
