Obecně, Výzkum, Technologie

Na tomto velmi horkém exoplanetu - skutečná „železná opona“ namísto oblohy

Poprvé v historii objevili astronomové železo a železotitan v atmosféře planety mimo sluneční soustavu. Tento exoplanet - KELT-9b - je nejžhavější mimozemský svět, jaký jsme kdy našli. Planeta je tak horká, že její teplota je dokonce vyšší než u většiny hvězd. Horký exoplanet se nachází asi 620 světelných let od Země v souhvězdí Cygnus - astronomové nazývají takové „super-horké Jupitery“. KELT-9b je obrovský plynový svět podobný Jupiteru, největší planetě sluneční soustavy. Jeho hmotnost je však třikrát větší než Jupiterián a jeho průměr je dvakrát a oběžné dráhy jsou umístěny velmi blízko mateřské hvězdy exoplanety KELT-9.

Superhot Jupiter je neoficiální termín.pro horké exoplanety jako Jupiter, jejichž teploty přesahují 1700 stupňů Celsia. Jsou „tak horkí, že mají nějaké podobnosti s hvězdami, i když jsou planety,“ říká Kevin Hen, astrofyzik na Bernské univerzitě ve Švýcarsku. KELT-9b může dosáhnout teploty 4300 stupňů.

Nejžhavější planeta

Tento rekord vedl astronomydetekovat železo a titan v atmosféře KELT-9b. Ačkoli vědci dlouho předpokládali, že tyto prvky jsou přítomny na některých exoplanetách, železo je jedním z nejběžnějších prvků ve vesmíru - v chladném prostředí je obtížné je detekovat, protože atomy jsou většinou „zachyceny v jiných molekulách“, říká Hen. KELT-9b je ale tak horký, že mraky v jeho atmosféře kondenzují, což umožňuje samostatné atomy železa a jiných kovů létat samostatně.

Titan byl viděn v exoplanetové atmosféře adříve - ale ne v atomové formě. V září 2017 astronomové pracující s Hubbleovým vesmírným dalekohledem oznámili, že objevili oxid titaničitý v atmosféře exoplanetu Kepler-13A.

Astronomové mohou detekovat různé prvky,studováním spektra světla vyzařovaného z objektu v prostoru. Protože exoplanet nevyzařuje své vlastní světlo, Hyun a jeho výzkumný tým studovali data dalekohledu shromážděná během slunečního průchodu, když exoplaneta prošla přímo před hvězdou.

Což je výhodné, data již existovalaHyun a jeho spoluautoři se rozhodli tento výzkum provést. Poté, co jeho kolegové na Ženevské univerzitě použili spektrální data k vyhledávání vodíku v atmosféře KELT-9b, „údaje skutečně uložili do krabice, protože nebyl důvod hledat železo nebo titan,“ říká Hen. "Před několika měsíci jsme provedli teoretickou studii, která předpovídala, že by tam mělo být železo a titan, a to nás motivovalo k hledání."

Používání dat z před rokem zGalileo National Telescope v La Palma, Španělsko, vědci zahájili hon na kovy ve spektru světla, které zářilo atmosférou KELT-9b po dobu 5 hodin. Tato data byla sbírána pomocí HARPS spektrografu.

„Různé atomy a molekuly vykazují různépodpisy, když rozdělíte světlo na spektrum, “říká Hen. "Při dostatečném rozlišení, dostatečném množství dat, může být každá molekula opatřena jedinečným podpisem." Hledání podpisů železa a titanu - prvků, které by podle Hena a jeho týmu měly být v atmosféře KELT-9b - bude vyžadovat „kombinaci výkonného počítače, důkladné studium spektroskopických databází a svědomitou sbírku detailů,“ napsal Hen.

Hyunův tým se obrátil na Simona o pomocGrimm, astrofyzik z University of Berne, specialista na výpočet opacity atomů a molekul. "Tyto neprůhlednosti nelze snadno spočítat, protože musíte vyhodnotit síly a tvary milionů a miliard spektrálních čar."

Předchozí studie, ve kterýchpři hledání vodíku v atmosféře KELT-9b, viděl silné linie absorpce vodíku ve spektru, aniž by provedl jakékoli komplexní křížové korelační analýzy, aby našel železo a titan, na rozdíl od studie Hyun. Astronomové, kteří shromažďovali údaje pro hledání vodíku, neměli teoretickou motivaci pro seriózní hledání kovů, jako je železo.

Další studie zveřejněná 2. července načasopis Nature Astronomy, ukázal, že vodík skutečně „vaří“ z atmosféry KELT-9b a je nasáván mateřskou hvězdou planety. "Těžký kov snad také unikne, protože silný únik vodíku" vtáhne "těžké prvky do horní atmosféry," říká Fei Yan z Astronomického institutu Maxe Plancka, hlavní autor studie.

Zatímco železo a titan v atmosféře KELT-9bbyly důležitým objevem, Hyun říká, že samotná technika objevování je zajímavá. Protože stejná metoda bude použita k detekci biologických podpisů. Je však nepravděpodobné, že astronomové najdou na této pekelné planetě jakékoli známky života.