Teleskop Hubble’a znalazł parę wodną w atmosferze małej egzoplanety
Astronomowie odkryli egzoplanetę, której średnica jest dwa razy mniejsza od Ziemi. Teleskop Hubble’a pomógł zbadać atmosferę GJ 9827d, w której wykryto parę wodną.
GJ 9827d została pierwotnie wykryta przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Keplera w 2017 roku. Wykonuje ona orbitę wokół czerwonego karła co 6,2 dnia. Gwiazda GJ 9827 znajduje się 97 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Ryb.
„Byłby to pierwszy raz, kiedy możemy bezpośrednio wykazać poprzez detekcję atmosfery, że te planety z bogatymi w wodę atmosferami mogą faktycznie istnieć wokół innych gwiazd. To ważny krok w kierunku określenia występowania i różnorodności atmosfer na planetach skalistych” – mówi Björn Benneke z Université de Montréal.
Naukowcy twierdzą, że jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, czy spektroskopia Hubble’a zmierzyła niewielką ilość pary wodnej w puszystej atmosferze bogatej w wodór, czy też składa się ona głównie z wody, pozostałej po pierwotnej atmosferze wodorowo-helowej, która wyparowała pod wpływem promieniowania gwiezdnego. Badanie zostało opublikowane w The Astrophysical Journal Letters.
„Nasz program obserwacyjny został zaprojektowany specjalnie do rozpoznawania cząsteczek atmosfery planety oraz do poszukiwania pary wodnej. Wyniki okazały się ekscytujące, niezależnie od tego, czy para wodna jest dominującą, czy tylko niewielką częścią atmosfery zdominowanej przez wodór” – mówi Pierre-Alexis Roy z Université de Montréal.
„Do tej pory nie byliśmy w stanie bezpośrednio wykryć atmosfery tak małej planety. Badając mniejsze planety staramy się odkryć, w którym momencie następuje przejście i na tych światach zaczyna zanikać wodór, a ich atmosfery zaczynają przypominać tą na Wenus (która jest zdominowana przez dwutlenek węgla)”.
Ponieważ planeta jest tak gorąca jak Wenus a temperatura na jej powierzchni sięga około 425 stopni Celsjusza, z pewnością byłaby niegościnnym, parnym światem, gdyby atmosfera składała się głównie z pary wodnej.
Astronomowie twierdz, że istnieją dwie możliwości. Planeta wciąż trzyma się bogatej w wodór otoczki wypełnionej wodą, co czyni ją mini-Neptunem. Lub może to być cieplejsza wersja księżyca Jowisza Europy, który pod lodową skorupą skrywa dwa razy więcej wody niż Ziemia.
Zdaniem badaczy, jeśli planeta ma szczątkową atmosferę bogatą w wodę, to musiała uformować się dalej od swojej gwiazdy macierzystej, gdzie temperatura jest niska, a woda jest dostępna w postaci lodu, niż jej obecna lokalizacja. W tym scenariuszu planeta migrowała bliżej gwiazdy i była narażona na większą ilość promieniowania. Wodór został następnie podgrzany i uciekł lub nadal jest w trakcie ucieczki przed słabą grawitacją planety. Alternatywna teoria zakłada, że planeta uformowała się blisko gorącej gwiazdy i posiada tylko śladową ilością wody w atmosferze.
Teleskop Hubble’a zaobserwował planetę podczas 11 tranzytów (wydarzeń, w których planeta przechodziła przed swoją gwiazdą) w odstępie trzech lat. Podczas tranzytów światło gwiazdy jest filtrowane przez atmosferę planety i przenosi widmowy odcisk palca cząsteczek wody. Jeśli na planecie znajdują się chmury, są one na tyle nisko, że nie zasłaniają całkowicie widoku atmosfery. A Teleskop Hubble’a jest w stanie zbadać parę wodną tylko nad chmurami.
Odkrycie Hubble’a otwiera drzwi do bardziej szczegółowego zbadania planety. Jest to dobry cel dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który wykona spektroskopię w podczerwieni w poszukiwaniu innych cząsteczek, z których składa się atmosfera GJ 9827d.
Emil Gołoś
