Astronomowie korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wykryli hel w atmosferze egzoplanety WASP-107b. Po raz pierwszy element ten został wykryty w atmosferze planety poza Układem Słonecznym.
Duża, opuchnięta planeta krążąca wokół małej, jasnej gwiazdy w gwiazdozbiorze Panny zawiera hel, który przecieka w przestrzeń kosmiczną. To pierwsza detekcja helu na planecie poza Układem Słonecznym po ponad 10 latach poszukiwań.
- Prawdopodobnie istnieje wiele podobnych planet, więc nasza praca otwiera nowe możliwości badania atmosfery otaczającej odległe światy – powiedziała Jessica Spake z University of Exeter, współautorka artykułu, który ukazała się w „Nature”.
- Hel jest drugim najczęściej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie. Zaraz po wodorze. Jest także głównym składnikiem Jowisza i Saturna w naszym Układzie Słonecznym. Jednak do tej pory nie wykryto helu na planetach pozasłonecznych – wyjaśniła Spake.
Zespół dokonał odkrycia analizując spektrum podczerwone atmosfery WASP-107b. Wcześniejsze analizy rozszerzonych atmosfer egzoplanet były przeprowadzane poprzez badanie widma fal w zakresie ultrafioletowym i optycznym. Praca astronomów pod kierunkiem Spake dowodzi, że atmosfery egzoplanet można badać również na dłuższych falach.
Badacze na hel na egzoplanecie WASP-107b natknęli się przypadkiem. Szukali oni metanu w atmosferze tej planety oddalonej o 200 lat świetlnych od Ziemi. Jest ona mniej więcej wielkości Jowisza, jednak ma znacznie mniejszą masę sięgającą jedynie jednej ósmej jego masy, co czyni ją planetą o jednej z najniższej gęstości. Bez silnego przyciągania grawitacyjnego, gazy planety mogą rozciągać się na dziesiątki tysięcy kilometrów w kosmos.
Naukowcy rejestrowali tranzyt planety na tle jej gwiazdy macierzystej w maju ubiegłego roku. Gdy tylko pobrali dane, zobaczyli olbrzymi skok w widmie światła gwiazdy, przy długości fali bliskiej podczerwieni. Początkowo zastanawiali się, który pierwiastek może to reprezentować, ale ostatecznie doszli do wniosku, że musi to być hel.
Hel jest trudny do dostrzeżenia w swojej normalnej postaci, ale połączenie opuchniętej atmosfery i ciasnej orbity – WASP-107b okrąża swoją gwiazdę w niecałe sześć dni – pozwala promieniowaniu gwiazdy na zatopienie helu w metastabilnym stanie, który jest znacznie łatwiejszy do wykrycia.
Ponieważ sygnatura helu pojawia się na falach podczerwonych, które nie są absorbowane przez ziemską atmosferę, może być badana przez naziemne teleskopy i satelity. - Ta obserwacja otwiera drogę na nowy obszar badań planet pozasłonecznych – powiedziała Sara Seager z Massachusetts Institute of Technology.
- Silna sygnatura helu, którą zaobserwowaliśmy dowodzi, że nasza technika badania górnych warstw atmosfery może być także stosowana dla innych planet. Obecne metody oparte na promieniowaniu w zakresie ultrafioletowym ograniczają się do najbliższych nam planet pozasłonecznych. Nowa technika pozwoli nam wykryć atmosfery wokół innych egzoplanet o rozmiarach Ziemi – wyjaśniła Spake.
WASP-107b jest czwartą egzoplanetą, a pierwsza w swojej klasie wielkości, z której ucieka atmosfera. Modele sugerują, że atmosfera planety w rzeczywistości maleje każdego roku, być może tworząc ogon z helu podobny do ogonów komet. Utrata atmosfery może sięgać nawet 4 proc. na miliard lat.
Źródło: Nature, Hubble Information Centre, fot. EngineHouseVFX
