Hľadanie exoplanet ukázalo mnoho fascinujúcich prípadových štúdií. Napríklad prieskumy odhalili veľa „horúcich Jupiterov“, plynových gigantov, ktoré sú svojou veľkosťou podobné Jupiteru, ale obiehajú veľmi blízko k ich slnkom. Tento konkrétny typ exoplanety je pre astronómov zdrojom záujmu najmä preto, lebo ich existencia je výzvou pre konvenčné myslenie o tom, kde v hviezdnom systéme môžu existovať obri plynu.
Preto medzinárodný tím vedený výskumníkmi z Európskeho južného observatória (ESO) použil na sledovanie WASP-19b, horúceho Jupitera vzdialeného 815 svetelných rokov od Zeme, veľmi veľký ďalekohľad (VLT). V priebehu týchto pozorovaní si všimli, že atmosféra planéty obsahovala stopy oxidu titaničitého, čo bolo prvýkrát, keď sa táto zlúčenina detegovala v atmosfére plynného obra.
Štúdia, ktorá opisuje ich zistenia s názvom „Detekcia oxidu titaničitého v atmosfére horúceho Jupitera“, sa nedávno objavila vo vedeckom časopise. Nature.Tím vedený Elyarom Sedaghatim - nedávnym absolventom Technickej univerzity v Berlíne a členom Európskeho južného observatória - využil údaje zozbierané súborom VLT v priebehu roka na štúdium WASP-19b.
Rovnako ako všetky horúce Jupitery, aj WASP-19b má približne rovnakú hmotnosť ako Jupiter a obieha veľmi blízko svojho slnka. V skutočnosti je jej orbitálna perióda tak krátka - iba 19 hodín -, že sa odhaduje, že teploty v jej atmosfére dosiahnu až 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). Je to viac ako štyrikrát horúce ako Venuša, kde sú teploty dosť horúce na to, aby sa roztavil olovo! V skutočnosti sú teploty na WASP-19b dosť horúce na to, aby roztavili silikátové minerály a platinu!
Štúdia sa opierala o prístroj FOcal Reducer / Spectrograph 2 s nízkou disperziou (FORS2) na VLT, multimódový optický prístroj schopný vykonávať zobrazovanie, spektroskopiu a štúdium polarizovaného svetla (polarimetriu). Použitím FORS2 tím pozoroval planétu, keď prechádzala pred jej hviezdou (známou ako tranzit), ktorá odhalila cenné spektrá z jej atmosféry.
Po starostlivej analýze svetla, ktoré prešlo hmlistými mrakmi, bol tím prekvapený, že našiel stopové množstvá oxidu titaničitého (ako aj sodíka a vody). Ako Elyar Sedaghati, ktorý strávil 2 roky ako študent v ESO, aby pracoval na tomto projekte, uviedol o objave v tlačovej správe ES:
“Detekcia takýchto molekúl však nie je jednoduchá. Potrebujeme nielen údaje výnimočnej kvality, ale musíme vykonať aj dômyselnú analýzu. Na vyvodenie našich záverov sme použili algoritmus, ktorý skúma mnoho miliónov spektier pokrývajúcich široké spektrum chemických zložení, teplôt a vlastností zákalu alebo zákalu.”
Oxid titaničitý je veľmi vzácna zlúčenina, o ktorej je známe, že existuje v atmosfére chladných hviezd. V malom množstve pôsobí ako absorbér tepla, a preto pravdepodobne bude čiastočne zodpovedný za WASP-19b, ktorý má také vysoké teploty. V dostatočne veľkom množstve môže zabrániť vniknutiu tepla do atmosféry alebo jej úniku z atmosféry a spôsobiť takzvanú tepelnú inverziu.
Ide o jav, pri ktorom sú teploty vyššie v hornej atmosfére a nižšie nižšie. Na Zemi zohráva ozón podobnú úlohu a spôsobuje inverziu teplôt v stratosfére. Ale v prípade plynových gigantov je to opak toho, čo sa zvyčajne stáva. Zatiaľ čo Jupiter, Saturn, Urán a Neptún zažívajú nižšie teploty v horných vrstvách atmosféry, teploty sú oveľa horšie bližšie k jadru v dôsledku zvýšenia tlaku.
Tím verí, že prítomnosť tejto zlúčeniny by mohla mať výrazný vplyv na teplotu, štruktúru a cirkuláciu atmosféry. Navyše skutočnosť, že tím dokázal túto zložku odhaliť (prvá pre vedcov exoplanet), naznačuje, ako exoplanetové štúdie dosahujú nové úrovne detailov. To všetko pravdepodobne bude mať zásadný vplyv na budúce štúdie atmosféry exoplanet.
Štúdia by tiež nebola možná, keby to nebolo pre nástroj FORS2, ktorý bol pridaný do súboru VLT v posledných rokoch. Ako nástrojový vedec, ktorý viedol projekt obnovy, Henri Boffin uviedol:
“Tento dôležitý objav je výsledkom obnovy nástroja FORS2, ktorý sa uskutočnil presne na tento účel. Odvtedy sa FORS2 stal najlepším nástrojom na vykonávanie tohto druhu štúdia od základov.”
Pri pohľade do budúcnosti je zrejmé, že detekcia oxidov kovov a iných podobných látok v atmosfére exoplanet umožní aj vytvorenie lepších atmosférických modelov. S týmito rukami budú môcť astronómovia vykonávať oveľa podrobnejšie a presnejšie štúdie o atmosfére exoplanet, čo im umožní s väčšou istotou odhadnúť, či sú alebo nie sú obývateľní.
Takže zatiaľ čo táto najnovšia planéta nemá šancu podporovať život - mali by ste mať šťastie pri hľadaní kociek ľadu v púšti Gobi! - jeho objav by mohol pomôcť nasmerovať cestu k obývateľným exoplanetám v budúcnosti. O krok bližšie k nájdeniu sveta, ktorý by mohol podporovať život alebo možno nepolapiteľnú Zem 2.0!
