Hledání exoplanet ukázalo mnoho fascinujících případových studií. Například průzkumy odhalily mnoho „horkých jupitérů“, plynových obrů, které jsou podobné velikosti jako Jupiter, ale obíhají velmi blízko svých sluncí. Tento konkrétní druh exoplanety byl zdrojem zájmu astronomů, zejména proto, že jejich existence je výzvou pro konvenční přemýšlení o tom, kde v hvězdném systému mohou existovat plynní obři.
Proto mezinárodní tým vedený vědci z Evropské jižní observatoře (ESO) použil velmi velký dalekohled (VLT) k lepšímu pohledu na WASP-19b, horký Jupiter umístěný 815 světelných let od Země. V průběhu těchto pozorování si všimli, že atmosféra planety obsahuje stopy oxidu titaničitého, takže poprvé byla tato sloučenina detekována v atmosféře plynového obra.
Studie, která popisuje jejich zjištění s názvem „Detekce oxidu titaničitého v atmosféře horkého Jupiteru“, se nedávno objevila ve vědeckém časopise. Příroda.Tým vedl Elyar Sedaghati - nedávný absolvent Technické univerzity v Berlíně a člen Evropské jižní observatoře - tým použil data shromážděná v poli VLT během roku ke studiu WASP-19b.
Stejně jako všechny horké Jupitery má WASP-19b přibližně stejnou hmotnost jako Jupiter a obíhá velmi blízko svého slunce. Ve skutečnosti je jeho orbitální doba tak krátká - pouhých 19 hodin -, že se odhaduje, že teploty v její atmosféře dosáhnou až 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). To je více než čtyřikrát horší než Venuše, kde jsou teploty dost horké, aby se roztavil olovo! Ve skutečnosti jsou teploty na WASP-19b dostatečně horké, aby roztavily silikátové minerály a platinu!
Studie se opírala o přístroj FOcal Reducer / Low Disersion Spectrograph 2 (FORS2) na VLT, multimódovém optickém přístroji schopném provádět zobrazování, spektroskopii a studium polarizovaného světla (polarimetrii). Za použití FORS2 tým pozoroval planetu, když procházela před hvězdou (aka. Provedla tranzit), která odhalila hodnotná spektra z její atmosféry.
Po pečlivé analýze světla, které prošlo jeho mlhavými mraky, byl tým překvapen tím, že našel stopová množství oxidu titaničitého (stejně jako sodíku a vody). Jak Elyar Sedaghati, který strávil 2 roky jako student s ESO, aby pracoval na tomto projektu, řekl o objevu v tiskové zprávě ES:
“Detekce takových molekul však není jednoduchým činem. Potřebujeme nejen data výjimečné kvality, ale také potřebujeme provést sofistikovanou analýzu. K vyvození našich závěrů jsme použili algoritmus, který zkoumá mnoho milionů spekter zahrnující celou řadu chemických složení, teplot a vlastností oblačnosti nebo zákalu.”
Oxid titaničitý je velmi vzácná sloučenina, o které je známo, že existuje v atmosféře chladných hvězd. V malém množství působí jako absorbér tepla, a proto je pravděpodobné, že bude částečně odpovědný za WASP-19b, kde dochází k tak vysokým teplotám. V dostatečném množství může zabránit vstupu tepla do atmosféry nebo jejím úniku z atmosféry, což způsobuje tzv. Tepelnou inverzi.
Jde o jev, kdy jsou teploty v horní atmosféře vyšší a dále nižší. Na Zemi hraje ozon podobnou roli a způsobuje inverzi teplot ve stratosféře. Ale u plynových obrů je to opak toho, co se obvykle děje. Zatímco Jupiter, Saturn, Uran a Neptun zažívají nižší teploty ve svých horních atmosférách, teploty jsou mnohem horší blíže k jádru kvůli zvýšenému tlaku.
Tým věří, že přítomnost této sloučeniny by mohla mít významný vliv na teplotu, strukturu a oběh atmosféry. Skutečnost, že tým dokázal tuto sloučeninu detekovat (první pro vědce exoplanet), je známkou toho, jak exoplanetové studie dosahují nových úrovní detailů. To vše pravděpodobně bude mít hluboký dopad na budoucí studie ovzduší exoplanet.
Studie by také nebyla možná, kdyby to nebylo pro nástroj FORS2, který byl přidán do pole VLT v posledních letech. Jak Henri Boffin, nástrojový vědec, který vedl projekt obnovy, komentoval:
“Tento důležitý objev je výsledkem rekonstrukce nástroje FORS2, která byla provedena přesně za tímto účelem. Od té doby se FORS2 stal nejlepším nástrojem k provádění tohoto druhu studia od základů.”
Při pohledu do budoucna je zřejmé, že detekce oxidů kovů a jiných podobných látek v atmosféře exoplanet také umožní vytvoření lepších atmosférických modelů. S nimi v ruce budou astronomové schopni provádět mnohem podrobnější a přesnější studie o atmosférách exoplanet, což jim umožní s větší jistotou posoudit, zda je nebo není někdo z nich obyvatelný.
Takže i když tato nejnovější planeta nemá šanci podporovat život - měli byste štěstí najít ledové kostky v poušti Gobi! - jeho objev by mohl v budoucnu pomoci ukázat cestu k obyvatelným exoplanetám. O krok blíž k nalezení světa, který by mohl podporovat život, nebo možná nepolapitelný Země 2.0!
