Pierwsze widmo planety pozasłonecznej w świetle widzialnym

Planeta pozasłoneczna, inaczej egzoplaneta, to planeta okrążająca inną niż Słońce gwiazdę. Takich obiektów astronomowie znają już około 1900 w 1200 układach planetarnych, ale uzyskiwanie ich widm ciągle nie jest sprawą prostą i łatwiej tego dokonać w zakresie podczerwonym niż widzialnym.

Egzoplaneta 51 Pegasi b znajduje się 50 lat świetlnych od Ziemi. Odkryto ją w 1995 roku i jest pierwszą planetą pozasłoneczną znalezioną w pobliżu gwiazdy podobnej do Słońca. Wcześniej planety odkrył polski astronom Aleksander Wolszczan, ale były to obiekty w pobliżu pulsara.

51 Pegasi b jest oprócz tego uznawana za pierwowzór klasy planet zwanej „gorącymi jowiszami”, czyli planet o wielkości podobnej do Jowisza, a nawet większych, których orbity znajdują się bardzo blisko gwiazd. Takich planet astronomowie odkryli do tej pory bardzo dużo.

Zespół, którym kierował Jorge Martins z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) oraz Universidade do Porto (Portugalia), będący obecnie doktorantem w Europejskim Obserwatorium Południowym, postanowił spróbować uzyskać widmo planety 51 Pegasi b w zakresie widzialnym. W tym celu użyto niezwykle precyzyjnego spektrografu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie w Obserwatorium La Silla w Chile.

Do tej pory naukowcy próbowali badać atmosfery egzoplanet obserwując widmo gwiazdy macierzystej przechodzące przez atmosferę planety w momencie tranzytu, czyli sytuacji, gdy planeta przechodzi przed gwiazdą. To jednak znacząco ogranicza próbkę planet możliwych do obserwacji w ten sposób, bowiem bardzo zależy od kąta nachylenia orbity – jeśli jest zbyt duży, to nie mamy szans zaobserwować tranzytu.

Nowa technika jest natomiast niezależna od występowania tranzytów, można ją więc potencjalnie zastosować do znacznie większej liczby planet pozasłonecznych. Widmo gwiazdy jest tutaj używane jako wzorzec przy poszukiwaniu podobnych sygnatur w świetle, którego odbicie od planety jest spodziewane w trakcie jej ruchu po orbicie. Jest to bardzo trudne, gdyż blask planety w porównaniu z gwiazdą jest niezwykle mały. Sygnał od planety może być też łatwo blokowany przez różne źródła szumów.

Taki typ detekcji pozwala mierzyć rzeczywistą masę planety i jej nachylenie orbity oraz szacować zdolność odbijania światła (albedo). W przypadku 51 Pegasi b ustalono, iż planeta ma masę około połowy masy Jowisza, a nachylenie orbity wynosi około dziewięciu stopni względem kierunku na Ziemię (czyli dość niewiele, ale jednak zbyt dużo na występowanie tranzytów). Średnica planety wydaje się być większa niż Jowisza, obiekt ma też duże właściwości odbijania światła. Tego rodzaju cechy są typowe dla planety znajdującej się bardzo blisko swojej gwiazdy.

Detekcja widma planety pozasłonecznej w świetle widzialnym, i to przy użyciu teleskopu średniej wielkości (o średnicy 3,6 metra), daje duże perspektywy na przyszłość, gdy do pracy wejdą nowe instrumenty na większych teleskopach, a także na początku przyszłej dekady, gdy obserwacje rozpocznie nowa generacja olbrzymich teleskopów, takich jak 39-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski budowany obecnie przez ESO. (PAP)

cza/ mrt/