Komunikat prasowy

Po raz pierwszy zbadano atmosferę superziemi

1 grudnia 2010

Międzynarodowy zespół astronomów, korzystający z należącego do ESO teleskopu VLT, po raz pierwszy zbadał atmosferę wokół egzoplanety należącej do kategorii superziemi. Planeta znana jako GJ 1214b została zbadana w momencie gdy przemieszczała się przed swoją gwiazdą i część światła gwiazdy przeszła przez atmosferę. Wiadomo teraz, że atmosfera składa się głównie z wody w formie pary wodnej albo jest zdominowana przez grube chmury lub mgły. Wyniki obserwacji ukażą się w czasopiśmie Nature w wydaniu z 2 grudnia 2010 roku.

Planeta GJ 1214b została odkryta w 2009 roku przy pomocy instrumentu HARPS pracującego na 3,6-metrowym teleskopie ESO w Chile (eso0950) [1]. Początkowe obserwacje wskazywały, że planeta posiada atmosferę, co zostało teraz potwierdzone i szczegółowo przeanalizowane przez międzynarodowy zespół astronomów prowadzony przez Jacoba Beana (Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics). Naukowcy korzystali z instrumentu FORS na Bardzo Dużym Teleskopie VLT.

“To pierwsza superziemia, której atmosferę udało się przeanalizować. Osiągnęliśmy prawdziwy krok milowy na drodze do opisania tych światów”, powiedział Bean.

GJ 1214b ma promień około 2,6 raza większy niż Ziemia i jest około 6,5 raza masywniejsza, co plasuje ją w klasie planet pozasłonecznych określanych jako superziemie. Jej gwiazda centralna znajduje się około 40 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Wężownika. Jest słabą gwiazdą [2], ale także małą, co oznacza, że rozmiar planety jest duży w porównaniu do dysku gwiazdy, co ułatwia badania [3]. Planeta przemieszcza się przed dyskiem swojej gwiazdy co 38 godzin, gdyż jej orbita znajduje się w odległości zaledwie dwóch milionów kilometrów: około siedemdziesiąt razy bliżej niż orbita Ziemi wokół Słońca.

Aby badać atmosferę, zespół obserwował światło pochodzące od gwiazdy w momencie gdy planeta przesuwała się przed nią [4]. Podczas tych tranzytów część światła gwiazdowego przechodziła przez atmosferę planety i w zależności od składu chemicznego i pogody na planecie, absorbowane były specyficzne długości fali. Badacze porównali następnie swoje precyzyjne pomiary z tym czego mogli oczekiwać w przypadku kilku możliwych składów atmosfery.

Przed nowymi obserwacjami astronomowie zaproponowali trzy możliwe atmosfery dla GJ 1214b. Pierwszą była intrygująca możliwość, że planeta jest osłonięta przez wodę, która w przypadku bliskiego sąsiedztwa gwiazdy, powinna być w formie pary wodnej. Drugi wariant to skalisty świat z atmosferą zawierającą głównie wodór, ale z wysokimi chmurami lub mgłami przesłaniającymi widoczność. Trzecia opcja to egzoplaneta podobna do miniatury Neptuna, z małym skalistym jądrem i grubą, bogatą w wodór atmosferą.

Nowe pomiary nie ujawniły oznak występowania wodoru i w związku z tym wykluczyły trzecią możliwość. Tak więc atmosfera albo ma dużo pary wodnej, albo też jest przesłonięta przez chmury lub mgły, podobne do tych obserwowanych w atmosferach Wenus i Tytana w Układzie Słonecznym, które ukrywają sygnatury wodoru.

“Mimo że nie możemy jeszcze powiedzieć dokładnie z czego składa się atmosfera, jest to duży krok naprzód, który pozwala zawęzić możliwe warianty dla tak odległego świata do pary lub mgły.” mówi Bean. „Potrzeba teraz kolejnych obserwacji na dłuższych falach w świetle podczerwonym, aby ustalić która z proponowanych atmosfer występuje na GJ 1214b.”

Uwagi

[1] Liczba potwierdzonych planet osiągnęła 500 w dniu 19 listopada 2010 roku. Od tamtej pory potwierdzono istnienie kolejnych. Aktualna lista znajduje się na stronie: http://exoplanet.eu/catalog.php

[2] Gdyby GJ 1214 była obserwowana z tej samej odległości od nas co Słońce, byłaby 300 razy słabsza.

[3] Ponieważ gwiazda GJ1214 sama w sobie jest dosyć słaba – ponad 100 razy słabsza w świetle widzialnym, niż gwiazdy centralne dwóch najlepiej zbadanych pozasłonecznych gorących Jowiszów, w związku z tym duża powierzchnia zbierająca światło teleskopu VLT była kluczowa do otrzymania wystarczająco dobrego sygnału do dokonania pomiarów.

[4] Skład atmosfery GJ 1214b został zbadany za pomocą instrumentu FORS działającego na Bardzo Dużym Teleskopie VLT, który umożliwia bardzo dokładną spektroskopię wielu obiektów w bliskiej podczerwieni. FORS był jednym z pierwszych instrumentów zainstalowanych na VLT.

Więcej informacji

Wyniki badań zostały zaprezentowane w w artykule, który ukaże się w Nature w dniu 2 grudnia 2010 roku.

Skład zespołu badawczego: Jacob Bean (Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Eliza Miller-Ricci Kempton (University of California, Santa Cruz, USA) oraz Derek Homeier (Institute for Astrophysics, Göttingen, Niemcy).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Należy do niego 14 krajów: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa w Nature
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Jacob Bean
Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Tel.: +1 617 495 7743
Tel. kom.: +1 857 225 3818
E-mail: jbean@cfa.harvard.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych