Webbův teleskop odhalil „obří“ planetu v péřové kategorii

Když se JWST podíval na planetu, která měla být horkým jupiterem, našel místo toho něco jiného: načechranou, zmenšující se planetu, která se podobá spíše Neptunu ve Sluneční soustavě. Téměř tři desetiletí od prvního objevu exoplanet si astronomové stále nejsou jisti, jak tyto rozmanité světy vznikají. Každá nová mladá tranzitující planeta je pro jejich modely cenným cílem – a proto vesmírný dalekohled Jamese Webba v roce 2023 na několik hodin zaměřil svou pozornost na mladý svět s názvem HIP 67522 b.

Kromě pozoruhodně mladého věku pouhých 17 milionů let se HIP 67522 b jevila jako typická blízká planeta velikosti Jupitera. Nová pozorování však odhalila překvapení: HIP 67522 b se Jupiteru vůbec nepodobá. Naopak, jak podrobně popisuje nedávná studie, má nadýchanou, rozsáhlou atmosféru plnou vodní páry a oxidu uhličitého a pravděpodobně se jedná o zcela jiný typ planety.

Složení atmosféry není bezprecedentní, ale právě nadýchanost byla pro tým vedený Pa Chia Thao z University of North Carolina at Chapel Hill překvapením. Pokud by planeta měla podobnou hmotnost jako Jupiter, její gravitace by přitáhla okolní plyny těsně k sobě. Jelikož pozorování JWST ukázala, že atmosféra sahá mnohem dále, než se předpokládalo, planeta musí mít mnohem menší hmotnost, než předpokládali, a není schopna stlačit veškerý okolní plyn dolů svou výslednou slabou gravitací.

Na základě další analýzy tloušťky atmosféry se astronomové domnívají, že hmotnost HIP 67522 b je navzdory její velikosti podobné Jupiteru asi 14krát větší než hmotnost Země. To z ní činí jednoho z nejlehčích obrů, který byl kdy objeven – a je podobnější subneptunům než jupiterům.

Subneptuny jsou zvláštním typem světa, který je větší než Země, ale menší než ledoví obři. Ačkoliv ve Sluneční soustavě takovou planetu nemáme, astronomové potvrdili, že jsou jedním z nejběžnějších typů planet v jiných částech Galaxie. Subneptuny mohou vznikat s mnohem většími atmosférami, ale pak tyto počáteční obálky ztrácejí složitou kombinací procesů, mezi něž patří i hvězdami indukované vypařování.

Bohužel pro HIP 67522 b je její nízká hmotnost pravděpodobně odsouzena k tomuto krutému osudu. Přestože ji dnes vidíme jako obří nafouknutou planetu, její blízkost ke hvězdě a neschopnost udržet si pevně své plyny znamená, že pravděpodobně ztratí velkou část plynů, které v současnosti vidíme kolem ní. Její atmosféra se již pravděpodobně vypařuje a v příští miliardě let zřejmě většinu z ní ztratí. Zůstane jen smrštěné jádro.

Zachycení tohoto procesu vypařování by vědcům mohlo pomoci vysvětlit, jak některé subneptuny dosáhly své konečné velikosti. „Měření vlastností atmosféry mladých planet poskytuje jedinečnou příležitost k pochopení vzniku a evoluční historie těchto planet,“ říká Munazza Alam ze Space Telescope Science Institute, který se na studii nepodílel. „Stanovení omezení pro únik atmosféry na počátku života planety nám může pomoci lépe pochopit procesy, které formují jejich atmosféru.“

Tento nečekaný objev nejenže vrhá světlo na vznik subneptunů, ale také poprvé astronomové změřili hmotnost planety pomocí spektra světla hvězdy procházejícího její atmosférou. Tým tak mohl obejít problémy spojené s pozorováním mladých, aktivních hvězd a místo toho použít jako sondu nadýchanost atmosféry.

Někteří astronomové doufají, že se tento trik podaří zopakovat: Shreyas Vissapragada z Carnegie Observatories, který se rovněž nepodílel na tomto nedávném výzkumu, říká: „Je notoricky známé, že zvážit mladé exoplanety je velmi náročné. Tato komplexní studie ukazuje (kromě mnoha jiných věcí), jak výkonný může být JWST pro měření hmotností mladých exoplanet.“

Zdroj: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/the-webb-telescope-reveals-a-featherweight-giant-planet/

autor: František Martinek