Prześwietlona obca planeta

Obraz odległego globu badacze ujrzeli po ponad 20 latach od odkrycia pierwszej planety poza Układem Słonecznym.

Naukowcom sprzyjało szczęście. Planeta i gwiazda macierzysta w układzie HD 189733, oddalonym o 63 lata świetlne od Ziemi, znajdują się w dogodnym do obserwacji położeniu. Skłoniło to badaczy do ustawienia teleskopów kosmicznych Chandra X-ray Observatory, należącego do NASA i XMM Newton Observatory Europejskiej Agencji Kosmicznej w kierunku tego kosmicznego obiektu i wielokrotnego obserwowania przechodzenia planety na tle gwiazdy.

Niebieska poświata

– Tysiące kandydatów na odległe planety wyznaczono na podstawie tranzytów (przejścia na tle gwiazdy) tylko w świetle widzialnym – powiedziała dr Katja Poppenhaeger z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) w Cambridge w USA. Młoda badaczka kierowała zespołem, który wyniki badań opublikuje 10 sierpnia na łamach magazynu „Astrophysical Journal".

Kosmiczny Teleskop Keplera, który wyszukuje kandydatów na odległe światy, rejestruje jedynie zmiany natężenia światła pod wpływem przejścia planety na tle gwiazdy. Badacze nie są w stanie dostrzec w ten sposób żadnej konkretnej planety.

– To, że w końcu możemy studiować jeden taki przypadek w promieniach rentgenowskich, jest ważne, ponieważ ujawnia nowe szczegóły na temat właściwości egzoplanet (tak naukowcy nazywają globy poza Układem Słonecznym) – dodaje Poppenhaeger.

Zespół wykorzystał dane pochodzące z sześciu tranzytów zarejestrowane przez teleskop Chandra i jednego, który zaobserwował teleskop XMM Newton.

Planeta HD 189733b należy do kategorii „gorących Jowiszów", co oznacza, że jest podobna pod względem wielkości do Jowisza w naszym Układzie Słonecznym. W przeciwieństwie do gazowej planety naszego układu odległy glob znajduje się na bardzo bliskiej orbicie. Jest ponad 30 razy bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Do pełnego obiegu wokół gwiazdy potrzebuje 2,2 dnia.

W kategorii „gorących Jowiszów" to najbliższa Ziemi planeta. To także sprawiło, że stała się głównym celem obserwacji. Astronomowie chcą dowiedzieć się więcej o tego typu egzoplanetach i atmosferze wokół nich. Do obserwacji w świetle widzialnym służyły Kosmiczny Teleskop Keplera oraz Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Oba instrumenty zarejestrowały niebieskawą poświatę. Jest to wynikiem rozpraszania światła niebieskiego przez atomy krzemu w atmosferze.

Ulotna atmosfera

Badania za pomocą teleskopu Chandra i XMM Newton pomogły oszacować wielkość atmosfery planety. Sondy zauważyły spadek natężenia promieniowania podczas tranzytów. W promieniach rentgenowskich był trzy razy większy niż w świetle widzialnym.

– Dane rentgenowskie sugerują, że warstwa atmosfery jest znacznie większa, niż dotychczas sądzili badacze. Jest bowiem niewidoczna dla światła widzialnego, ale nie przepuszcza promieni rentgenowskich – powiedział Jurgen Schmitt z Sternwarte Hamburger w Niemczech, współautor pracy. – Potrzebujemy jednak więcej danych, aby to potwierdzić.

Obiektem zainteresowania badaczy jest także wpływ, jaki wzajemnie na siebie wywierają planety i gwiazdy.

Astronomowie od ponad dziesięciu lat analizują promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie, jakie generuje gwiazda HD 189733. Zauważyli, że atmosfera planety HD 189733b jest stopniowo odparowywana. Autorzy pracy w „Astrophysical Journal" szacują, że atmosfera traci od 100 do 600 mln kg masy na sekundę. Ubytek atmosfery HD 189733b według szacunków zdaje się dokonywać o 25–65 proc. szybciej, niż gdyby atmosfera planety była mniejsza.

– Rozległa atmosfera tej planety sprawia, że jest większym celem dla promieniowania wysokiej energii ze swojej gwiazdy, więc odparowywanie atmosfery zachodzi szybciej – powiedział dr Scott Wolk, również z CFA, współautor pracy.

Niestosownie do wieku

Główna gwiazda HD 189733 ma również słabego, czerwonego towarzysza. Po raz pierwszy został wykryty w promieniach rentgenowskich przez teleskop Chandra. Mimo że prawdopodobnie towarzysz został utworzony w tym samym czasie co gwiazda główna, naukowcy sądzą, że jest o 3–3,5 mld lat młodsza od mniejszego kompana. O tym, że tak może być, świadczy to, że obraca się szybciej, ujawnia wyższy poziom aktywności magnetycznej i jest około 30 razy jaśniejsza w promieniach rentgenowskich niż mniejszy towarzysz.

– Ta gwiazda nie zachowuje się stosownie do swojego wieku. Wyjaśnieniem może być posiadanie dużej planety – wyjaśnia dr Poppenhaeger. – Jest możliwe, że to ten „gorący Jowisz" utrzymuje rotację gwiazdy. Taki układ zachowuje się pod pewnymi względami, jakby gwiazda była dużo młodsza.

Kosmos

Obraz odległego globu badacze ujrzeli po ponad 20 latach od odkrycia pierwszej planety poza Układem Słonecznym.

Pozostało 88% artykułu