V posledních dvou a půl desetiletích astronomové potvrdili existenci tisíců exoplanety . V posledních letech se díky zlepšení přístrojového vybavení a metodologie proces pomalu posouvá od procesu objevování k procesu charakterizace. Zejména astronomové doufají, že získají spektra z atmosfér exoplanet, která by naznačovala jejich chemické složení.
To není snadný úkol, protože přímé zobrazování je velmi obtížné a jedinou další metodou je provádět pozorování během přechodů. Nicméně astronomové z konsorcia CARMENES nedávno hlášeno objev horké kamenité super-Země obíhající kolem blízké hvězdy červeného trpaslíka. I když je tato planeta extrémně horká, zachovala si část své původní atmosféry, díky čemuž je jedinečně vhodná pro pozorování pomocí dalekohledů nové generace.
Část problému s charakterizací exoplanet spočívá v tom, že ty, které jsou považovány za nejpravděpodobněji obyvatelné, jsou kamenné exoplanety, které obíhají blízko svých hvězd. Jakékoli světlo odražené od jejich atmosfér a povrchů je proto přemoženo světlem jejich mateřské hvězdy. Jako takové je přímé zobrazování obvykle možné pouze tam, kde se jedná o plynové obry, které mají dlouhé oběžné dráhy.
Umělecká ilustrace hypotetické exoplanety obíhající kolem červeného trpaslíka. Poděkování: NASA/ESA/G. slanina (STScI)
Příležitostně jsou astronomové schopni zkoumat světlo procházející atmosférou planety, když prochází před její mateřskou hvězdou (neboli tranzity). To také představuje problémy, protože kamenné planety mají ve srovnání s plynnými obry poměrně tenkou atmosféru (za předpokladu, že vůbec nějakou mají). Výsledkem je, že mnoho současných atmosférických modelů pro kamenné planety zůstává nevyzkoušeno.
Astronomové použili oba Tranzitní fotometrie a Radiální rychlost měření – v současnosti dvě nejúčinnější metody (zejména v kombinaci) – k potvrzení existence Gliese 486b. To bylo provedeno pomocí dat z Satelit pro průzkum tranzitujících exoplanet (TESS), 1,52 m dalekohled Carlose Sáncheze v Observatoř Teide , Globální dalekohled observatoře Las Cumbres (LCOGT) síť a další nástroje.
Tato nejnovější planeta objevená konsorciem CARMENES je známá jako Gliese 486b, super-Země, která obíhá kolem hvězdy typu M (červený trpaslík) vzdálené pouhých 26 světelných let. Tato planeta je zhruba 2,8krát větší než hmotnost Země, má podobné složení jako Země a Venuše a obíhá 2,5 milionu km (1,55 milionu mil) od své hvězdy – zhruba 1,6 % vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem – její dokončení trvá 1,5 dne. oběžná dráha.
Mezi blízkostí k Zemi, skalnatým složením, těsnou oběžnou dráhou s mateřskou hvězdou a skutečností, že si zachovala atmosféru, tato exoplaneta splňuje všechny požadavky pro následná pozorování teleskopy nové generace. Vzhledem k tomu, že Gliese 486b má siderickou rotaci, která je stejná jako její oběžná doba (1,5 dne), je slapově uzamčena se svou mateřskou hvězdou (jedna strana je vždy obrácena k ní).
Trifon Trifonov, planetární vědec Institut Maxe Plancka pro astronomii (MPIA) v německém Heidelbergu byla hlavním autorem výzkumné studie. Jak vysvětlil v nedávném MPIA tiskové prohlášení :
„Blízkost této exoplanety je vzrušující, protože ji bude možné podrobněji studovat pomocí výkonných dalekohledů, jako je připravovaný vesmírný dalekohled Jamese Webba a budoucí extrémně velké teleskopy.
'Stěží můžeme čekat, až budou k dispozici nové dalekohledy.' Výsledky nám pomohou pochopit, jak dobře mohou kamenné planety udržet svou atmosféru, z čeho jsou vyrobeny a jak ovlivňují distribuci energie na planetách.
I když je Gliese 486 relativně slabá a chladná hvězda (ve srovnání se Sluncem), množství záření, kterému je vystavena, je tak intenzivní, že planeta zažívá povrchové teploty až 700 K (430 °C; 806 °F). Z toho všeho bude povrch Gliese 486b pravděpodobně vypadat hodně jako Venuše, s horkou a suchou krajinou a křižovanou zářícími řekami lávy.
Jeden velký rozdíl je však v tom, že Gliese 486b má zřejmě jemnou atmosféru (zatímco Venuše má neuvěřitelně hustou). To je působivé vzhledem k tomu, že naše současné planetární modely naznačují, že ozáření má tendenci zbavovat planety jejich plynných obalů. V tomto případě by jakákoli atmosféra, kterou planeta ještě má, byla zadržena gravitací superzemě.
Umělcova představa exoplanety podobné Venuši obíhající kolem červeného trpaslíka. Kredit: CfA/Dana Berry
Jak uvedl José A. Caballero z Centro de Astrobiología (CSIC-INTA, Španělsko) a spoluautor článku:
'Objev Gliese 486b byl štěstím.' O sto stupňů tepleji a celý povrch planety by byla láva. Jeho atmosféra by sestávala z odpařených hornin. Na druhou stranu, kdyby byl Gliese 486b o sto stupňů chladnější, nebyl by vhodný pro následná pozorování.“
V budoucnu tým CARMENES doufá, že bude pozorovat Gliese 486b, jak provádí tranzity před svou hvězdou (vzhledem k nám). Právě v tomto bodě projde řídkou atmosférou planety malé množství světla, které bude detekovatelné observatořemi, jako je např.James Webb. Druhá série spektroskopických měření bude provedena vždy, když se orbita Gliese 486b dostane za svou hvězdu.
V tomto okamžiku lze studovat světlo odražené od povrchu planety a získat emisní spektra. Mezi těmito dvěma typy spektroskopických pozorování budou astronomové moci v terénu otestovat metody, které jim umožní zúžit hledání obyvatelných planet. Pozemní observatoře jako např Extrémně velký dalekohled (ELT) a Obří Magellanův dalekohled (GMT) bude také umožňují přímé zobrazení a spektroskopické studie.
The Calar Alto vyhledávání trpaslíků M s vysokým rozlišením pomocí Exoearths s blízkými infračervenými a optickými spektrografy Échelle (CARMENES) konsorcium se skládá z více než 200 vědců a inženýrů z 11 institucí se sídlem ve Španělsku a Německu. Studie, která popisuje jejich zjištění, „ Nedaleká tranzitující kamenná exoplaneta, která je vhodná pro zkoumání atmosféry “ se nedávno objevilo v deníkuVěda(sv. 371, č. 6533).
