Priame meranie rotácie exoplanéty
Marcel Škreka - 2016-03-03

Ilustrácia 2M1207b, exoplanéty 4 krát hmotnejšej ako Jupiter, obiehajúcej okolo hnedého trpaslíka (červený objekt v pozadí) vo vzdialenosti 50 AU. Kredit: NASA, ESA, and G. Bacon/STScI

Astronómom sa pomocou ďalekohľadu HST podarilo zmerať rotačnú periódu extrasolárnej planéty zaznamenávaním drobných zmien v jasnosti atmosféry planéty. Jedná sa o prvé meranie rotácie hmotnej exoplanéty metódou priameho zobrazenia.


Planéta 2M1207b je približne 4-krát hmotnejšia ako Jupiter. Obieha okolo hnedého trpaslíka vo vzdialenosti 55 AU (1AU = vzdialenosť Zem-Slnko). Pár sa nachádza vo vzdialenosti 170 ly (svetelných rokov) v súhvezdí Kentaurus. 

Vysoké rozlíšenie a kontrast ďalekohľadu HST umožnili presne merať zmeny jasnosti planéty spôsobené jej rotáciou. Astronómovia tieto zmeny priraďujú k rozloženiu celkovej oblačnosti v atmosfére planéty. Tieto merania nezistili len prítomnosť oblakov, ale aj ich nepravidelné rozvrstvenie a farbu.

Pozorovania ďalekohľadom HST spred 10 rokov odhalili, že teplota atmosféry exoplanéty je natoľko horúca, že tu môžu pršať kremičitany, ktoré sa pri chladnutí zoskupujú do drobných čiastočiek. Hlbšia vrstva atmosféry môže obsahovať roztavené železo, ktoré sa vyparuje v ešte nižších častiach atmosféry. Takže vyššie v atmosfére prší sklo a nižšie železo. Teplota atmosféry sa pohybuje medzi 1480  a 1700 K (1200 a 1420°C).

Práve kvôli teplote je planéta najjasnejšia na infračervených vlnových dĺžkach. Vysoká teplota súvisí s vekom planéty, ktorý je len 10 milión rokov, stále je teda vo fáze gravitačnej kontrakcie. V priebehu miliónov rokov bude postupne chladnúť, čím bude klesať aj jej jasnosť v IR oblasti spektra. Súčasne sa budú jednotlivé vrstvy oblakov posúvať do stále nižších vrstiev atmosféry a pravdepodobne prestanú byť pozorovateľné.

Z meraní vyplýva, že planéta rotuje okolo svojej osi raz za 10 hodín, deň je tu teda takmer rovnako dlhý ako na Jupiteri.

Exoplanéta je len 5 až 7-krát menej hmotná ako jej sprievodca - hnedý trpaslík 2M1207. Na porovnanie, Slnko je asi 1000 krát hmotnejšie ako Jupiter, z čoho vyplýva, že tento systém vznikal inak ako slnečná sústava. Planéty slnečnej sústavy vznikali v cirkumstelárnom disku obklopujúcom práve rodiace sa Slnko postupným nabaľovaním hmoty, ale systém 2M1207 vznikal najskôr gravitačnou kontrakciou dvoch samostatných diskov.

Ďalekohľad HST ako aj jeho nasledovník James Webb Space Telescope (JWST) dokážu zhotovovať mapy oblačnosti exoplanét. 2M1207b je ideálnym cieľom pre JWST – infračervený ďalekohľad, ktorého vypustenie sa plánuje na rok 2018. Pomocou neho bude možné určiť navyše aj chemické zloženie atmosféry 2M1207b.