Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Hledání helia v exosférách exoplanet

Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)

Dnes už nejspíš nikoho neudivíte prohlášením, že se kolem každé cizí hvězdy formuje samostatný planetární systém. Záhadou ale dodnes zůstávají jejich atmosféry.

Když budeme vycházet ze svých zkušeností a z minulosti naší vlastní planety, měla by se původní atmosféra exoplanet skládat hlavně z těch plynů, které jsou k dispozici při formování planetárního systému. To jsou převážně helium a vodík. Detekce helia na cizích planetách je tedy zajímavý fakt, který by se měl pozorovat hlavně u mladých planet.

Helium vyvolává ve spektrech, pozorovaných teleskopem, různé změny, které jsou o to důležitější, že nepodléhají změnám při průchodu mezihvězdným médiem - příslušné signály se tedy dostávají k pozorovateli v dobrém a víceméně nezměněném stavu. Navíc se dají dobře pozorovat přímo z povrchu Země. Díky tomu se stávají velice oblíbené při pozorování atmosfér různých exoplanet.

První detekce atmosféry na exoplanetě byla zveřejněna už v roce 2002. Od té doby vědci využívají ke sledování atmosfér různé pozemské i vesmírné teleskopy.

Ztráty atmosféry

Planety, které se nacházejí na blízkých drahách kolem své hvězdy, musí vzdorovat (hlavně v mladém věku) velice intenzivním dávkám záření. Díky tomu pak probíhá během prvních několika set milionů let po vzniku planetárního systému znatelné vypařování planetárních atmosfér těchto (hvězdě) blízkých planet.

Jevu se říká hydrodynamický únik. Díky němu se vysvětluje vznik jednoho z typů planet - superzemí. To jsou planety, které jsou větší než Země a svou hmotností odpovídají spíše kamennému jádru planety Neptunu. Poté, co ztratily svou původní atmosféru, zůstane jen kamenné jádro (někdy se takovým objektům říká neptunská poušť).

Jak rychle probíhají tyto změny?

Časová závislost ztráty atmosféry je závislá hlavně na konkrétním zdroji energie - tedy převážně na charakteristikách centrální hvězdy.

Rentgenové záření hvězdy a extrémní UV záření (XUV) zahřívá horní atmosféru planety. Díky tomu mají molekuly dostatečně vysokou rychlost (molekuly teplejšího plynu mají vyšší kinetickou energii), takže mohou opustit její gravitační pole. Takové vysokoenergetické fotony mohou pronikat pouze horními vrstvami atmosféry a jejich působení je (v kosmických měřítcích) spíše krátkodobé. Hvězda vyzařuje vysoce energetické fotony na počátku své existence. Jejich množství klesá s věkem hvězdy, i když existují i výjimky. Hvězdy typu M-trpaslíka si například udržují vysoké hodnoty takového záření i mnohem delší dobu.

Existuje ještě druhý proces, který vede ke ztrátě atmosféry. Podílí se na něm infračervené záření samotné planety. Jádra planet (a zpočátku samozřejmě i jejich povrchy) jsou horká a postupně chladnou - ztrácejí energii vyzařováním. Změny v atmosférách, které jsou způsobeny tímto procesem, jsou ovšem daleko slabší a probíhají v delších časových úsecích.

Nové střípky do mozaiky - nově nalezené souvislosti

Obří planety hromadí ve svých atmosférách všeobecně větší množství plynu. Ztráta helia je tedy znatelnější a detekce těchto ztrát je jednodušší.

Hvězdy, u kterých se podařilo nalézt planety ztrácející helium ze svých atmosfér, měly povrchové teploty mezi 4400–6500 K. Zajímavý byl ale jeden fakt: planety, jejichž hvězdy měly teploty mezi 5400 K a 6000 K efekt ztráty helia nevykazovaly. Byla to jen náhodná odchylka nebo to způsobuje nějaká zásadní skutečnost při vývoji planetární soustavy u takových hvězd? Na to odpoví až další výzkumy.

Ukazuje se, že na rozdíl od velkých planet mohou malé kamenné planety působením hvězdného záření ztratit dokonce veškerou atmosféru, ne jen její část.

Mladší planety se musí potýkat s výrazně vyšší svítivostí své hvězdy (než planety, které už prošly delším vývojem). Pokud má planeta poměrně malý poloměr (menší než 2,6 poloměru Země), a dokonce i kdyby se jí podařilo postupně nahromadit přibližně 1 % své hmotnosti coby prvotní (vodíkovo-heliovou) atmosféru, může hvězda svým zářením tuto atmosféru zcela odfouknout.

To vysvětluje, proč například na planetách v systému TRAPPIST-1 zatím nepozorujeme žádné významné atmosféry na těch planetách, které obíhají blízko centrální hvězdy.

Pokud tedy vědci pozorují starší planety, stopy po úniku helia nemusí vůbec objevit.

V případě velkých planet je tomu jinak. U nich se dá očekávat únik helia i u starších exoplanet.

Planety, které ztrácejí helium ze svých atmosfér, se přitom nacházejí u hvězd s různou metalicitou - tedy u všech hvězdných generací.

První hvězdy, které se objevily ve vesmíru, se skládaly víceméně jen z vodíku a helia. Teprve při zániku těchto hvězd se ve vesmíru objevilo větší množství těžších prvků - a hvězdy následující generace mohly vykazovat tzv. metalicitu, kterou se v astronomii označuje přítomnost prvků těžších než helium.

Pozorování také odhalila, že se spousta planet s detekovaným únikem helia nachází poměrně blízko hvězdy - většinou od 0,03 astronomické jednotky (astronomická jednotka odpovídá vzdálenosti Země-Slunce) do 0,08 astronomické jednotky.

To se dá vysvětlit jednoduše tím, že planety, které jsou blíže ke svým hostitelským hvězdám jsou náchylnější k atmosférickému úniku v důsledku intenzivního záření.

Vědci se nyní budou věnovat zajímavé odchylce u hvězd s povrchovou teplotou mezi 5400–6000 K. Na ztráty helia z planetárních atmosfér mají možná vlivy i další parametry centrální hvězdy. Můžeme se tedy těšit na další zajímavé objevy.

Zdroj: https://arxiv.org/abs/2403.15575

Autor: Dana Tenzler | pondělí 27.5.2024 8:00 | karma článku: 13,57 | přečteno: 142x
  • Další články autora

Dana Tenzler

Proč se po alkoholu tloustne?

Alkohol (přesněji řečeno etylalkohol) je opravdu zajímavá chemická látka. Mohl by nás jednoduše otrávit, kdyby evoluce nezařídila, že nám může být svým (dnes kontraproduktivním) způsobem prospě ̈

17.6.2024 v 8:00 | Karma: 25,49 | Přečteno: 610x | Diskuse| Ostatní

Dana Tenzler

Modrý pigment - ftalocyanin mědi - PB 15

Ftalocyanin mědi je komplex mědi a ftalocyaninu. Je to nejvýznamnější moderní modrý pigment, který známe už asi 100 roků. (délka blogu 4 min.)

13.6.2024 v 8:00 | Karma: 13,94 | Přečteno: 154x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Mayská modř - PB 8

Dalším zajímavou malířskou barvou, se kterou se stojí za to seznámit, je starodávná, blankytně modrá, mayská modř. Možná ji znáte pod zkratkou PB 8 (pigment blue 8).

10.6.2024 v 8:00 | Karma: 16,99 | Přečteno: 225x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Proč rozkrojené jablko na řezu hnědne

Rozkrojené jablko ale také třeba hruška hnědnou v místě řezu. Na vině je, a vy to tušíte, chemie. Jak se dá tomuto jevu předejít? (délka blogu 3 min.)

6.6.2024 v 8:00 | Karma: 18,29 | Přečteno: 283x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Čínská sonda Chang-e 6 a její mise na Měsíci

Vesmírná sonda Chang-e 6 je další čínský přístroj, která se zabývá výzkumem Měsíce. O víkendu přistál na odvrácené straně Měsíce. Má dovézt zpět na Zemi vzorky tamní horniny.

3.6.2024 v 8:00 | Karma: 17,92 | Přečteno: 199x | Diskuse| Věda
  • Nejčtenější

V Turecku zemřela česká zpěvačka Victoria. Zavraždil ji její vlastní manžel

14. června 2024  8:59,  aktualizováno  11:23

Česká zpěvačka Victoria byla zavražděna v Ankaře. Podle tureckého portálu Hürriyet ji zabil její...

Ruská jaderná ponorka plula u pobřeží Floridy. Fotky ukazují její poškození

19. června 2024  13:53

Ruská flotila, která navštívila Havanu, se rozdělila. Část pluje od Kuby směrem k Venezuele,...

Východem Česka prošly silné bouřky a krupobití. Padající strom zabil člověka

19. června 2024  7:32,  aktualizováno  23:41

Pásmo velmi silných bouřek prošlo přes východní Čechy, Moravu a Slezsko. Bylo mezi nimi i několik...

Tři dny v práci, poté domů s majákem. Ministr Bek jel záchranářskou uličkou

19. června 2024

Premium Ministerstvo školství proplácí coby přespolnímu politikovi Mikuláši Bekovi (STAN) přes 57 tisíc...

Pravda o střelbě na fakultě. Unikátní rekonstrukce, vrah přišel ve 13:23

17. června 2024

Premium Pravda o střelbě na filozofické fakultě se vynořuje postupně a některé detaily jdou proti tvrzením,...

Kdyby evakuovali školu, žil by, říká bratr oběti. Rakušan podle něj něco kryje

20. června 2024

Premium Rodiny obětí střelby na fakultě kritizují policii – ta i ministr vnitra mlčí. „Kdyby policie řekla,...

Romance dvou diktátorů. Severokorejský vůdce Kim kuje pikle s přítelem Putinem

20. června 2024

Premium Tak už to prasklo: severokorejský diktátor Kim Čong-un si našel nového „nejlepšího přítele“....

Východem Česka prošly silné bouřky a krupobití. Padající strom zabil člověka

19. června 2024  7:32,  aktualizováno  23:41

Pásmo velmi silných bouřek prošlo přes východní Čechy, Moravu a Slezsko. Bylo mezi nimi i několik...

Vondra zesměšnil gender Kolaji. Trapárna, eklhaft, reagují Bartoš a další

19. června 2024  22:02

Lídr koalice SPOLU Alexandr Vondra, který získal křeslo v Evropském parlamentu, se na platformě X...

Karban a Karban, s.r.o.
Řidič/ka dodávky/skladník

Karban a Karban, s.r.o.
Praha
nabízený plat: 36 500 - 40 000 Kč

  • Počet článků 985
  • Celková karma 18,00
  • Průměrná čtenost 1283x
Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům.