Hunter
Oxigénlégkört találtak egy másik naprendszer bolygóján
Első alkalommal figyelték meg szén és oxigén kiáramlását egy naprendszeren kívüli bolygó esetében a Hubble Űrteleszkóp segítségével.
A tanulmány valószínűleg fontos betekintést nyújt a naprendszeren kívüli bolygók természetébe és fejlődésébe, melyeket rendkívül nehéz megfigyelni. Ezen felül modellként szolgálhat saját bolygónk evolúciójának megismerésében, mivel a Föld elvileg túl kicsi lehetett eredeti légkörének megőrzéséhez. "Ez egy rendkívül érdekes és sokatmondó megfigyelés" - mondta Sara Seager, a washingtoni Carnegie Intézet egyik csillagásza. "Amennyiben megerősítést nyer nagy segítségünkre lesz a szóban forgó exobolygó felső légkörének megismerésében."
Egy nemzetközi csillagászcsapat 2003 őszén vette igénybe a Hubble-t a HD 209458b jelű bolygó megfigyeléséhez, mely az egyetlen olyan naprendszeren kívüli bolygó melyről tudják, hogy légkörrel rendelkezik. Miközben a bolygó áthaladt szülőcsillaga előtt, a bolygó ultraibolya spektrumának elnyelési vonalai felfedték a szén és az oxigén átterjedését a csillag korongjának 8-15 százalékára. A bolygó maga kevesebb, mint 2 százalékát takarja a csillagnak, ami arra utal, hogy az oxigén és a szén a bolygó kiterjedt külső légkörében volt. A gáz egy elnyújtott ellipszoidként veszi körbe a bolygót.
A szenet ionos formában, míg az oxigént elemi formájában észlelték. Az utóbbi kizárja azt a lehetőséget, hogy az oxigént földönkívüli élet állítaná elő. A Föld légkörében található oxigén - ami fotoszintézis útján jön létre - gyenge molekuláris alakban létezik. A HD 209458b egyike azon két naprendszeren kívüli bolygónak, melyek akkor láthatók a Földről amikor elhaladnak szülőcsillagaik előtt. A bolygó kétszázszor nagyobb tömegű a Földnél, valamint nyolcszor közelebb van csillagához, mint a Merkúr a Naphoz. Az exobolygónak mindössze 3,5 nap kell, hogy megkerülje központi csillagát.
2003-ban hidrogén elpárolgására figyeltek fel a bolygó 10 ezer Celsius-fokos felső légköréből; másodpercenként 10 ezer tonna távozott. A kutatócsoport most úgy véli, hogy amikor a gyorsan mozgó hidrogén elhagyja a bolygó gravitációját magával húzza a nehezebb elemeket az alacsonyabb légrétegekből egy úgynevezett "lefújási" folyamatban. "Olyan ez, mint egy folyó, amelyik elég gyorsan folyik ahhoz, hogy magával hurcolja üledékét" - mondta Gilda Ballester, a csapat tagja, az Arizona Egyetem csillagásza.
Az ilyen lefújás valószínűleg azoknál az exobolygóknál alakul ki, melyek körülbelül tízszer közelebb helyezkednek el csillagjaikhoz, mint a Föld a Naphoz, mondta Ballester. Ez a több mint száz ismert naprendszeren kívüli bolygónak a tíz százalékára igaz. Azonban a nagy távolságok ellenére a Föld és a Vénusz alacsony tömegük végett valószínűleg szintén elveszthették eredeti légköreiket egy lefújás következtében. A légköröket az aszteroida és üstökös becsapódások, valamint a bolygó belsejéből kibocsátott gázok regenerálhatták.
"Évek óta tudunk erről a jelenségről, közvetlenül azonban mindeddig egyszer sem sikerült megfigyelni" - mondta Alain Lecavalier des Etangs, a párizsi Asztrofizikai Intézet kutatója, aki szintén a csapat tagja volt. Lecavalier óvatosságra int, mivel a szén és az oxigén jeleit "nagyon nehéz volt kiemelni a megfigyelésekből" és reméli, a további tanulmányok meg fogják erősíteni a Hubble eredményit, az egyetlen teleszkópét, ami képes a szükséges UV hullámhosszok tanulmányozására. Seager reméli, a csillagászok hamarosan képesek lesznek tanulmányozni a naprendszeren kívüli bolygók atmoszféráit a szülőcsillagaikról visszavert fény spektruma alapján.
A tanulmány valószínűleg fontos betekintést nyújt a naprendszeren kívüli bolygók természetébe és fejlődésébe, melyeket rendkívül nehéz megfigyelni. Ezen felül modellként szolgálhat saját bolygónk evolúciójának megismerésében, mivel a Föld elvileg túl kicsi lehetett eredeti légkörének megőrzéséhez. "Ez egy rendkívül érdekes és sokatmondó megfigyelés" - mondta Sara Seager, a washingtoni Carnegie Intézet egyik csillagásza. "Amennyiben megerősítést nyer nagy segítségünkre lesz a szóban forgó exobolygó felső légkörének megismerésében."
Egy nemzetközi csillagászcsapat 2003 őszén vette igénybe a Hubble-t a HD 209458b jelű bolygó megfigyeléséhez, mely az egyetlen olyan naprendszeren kívüli bolygó melyről tudják, hogy légkörrel rendelkezik. Miközben a bolygó áthaladt szülőcsillaga előtt, a bolygó ultraibolya spektrumának elnyelési vonalai felfedték a szén és az oxigén átterjedését a csillag korongjának 8-15 százalékára. A bolygó maga kevesebb, mint 2 százalékát takarja a csillagnak, ami arra utal, hogy az oxigén és a szén a bolygó kiterjedt külső légkörében volt. A gáz egy elnyújtott ellipszoidként veszi körbe a bolygót.
A szenet ionos formában, míg az oxigént elemi formájában észlelték. Az utóbbi kizárja azt a lehetőséget, hogy az oxigént földönkívüli élet állítaná elő. A Föld légkörében található oxigén - ami fotoszintézis útján jön létre - gyenge molekuláris alakban létezik. A HD 209458b egyike azon két naprendszeren kívüli bolygónak, melyek akkor láthatók a Földről amikor elhaladnak szülőcsillagaik előtt. A bolygó kétszázszor nagyobb tömegű a Földnél, valamint nyolcszor közelebb van csillagához, mint a Merkúr a Naphoz. Az exobolygónak mindössze 3,5 nap kell, hogy megkerülje központi csillagát.
2003-ban hidrogén elpárolgására figyeltek fel a bolygó 10 ezer Celsius-fokos felső légköréből; másodpercenként 10 ezer tonna távozott. A kutatócsoport most úgy véli, hogy amikor a gyorsan mozgó hidrogén elhagyja a bolygó gravitációját magával húzza a nehezebb elemeket az alacsonyabb légrétegekből egy úgynevezett "lefújási" folyamatban. "Olyan ez, mint egy folyó, amelyik elég gyorsan folyik ahhoz, hogy magával hurcolja üledékét" - mondta Gilda Ballester, a csapat tagja, az Arizona Egyetem csillagásza.
Az ilyen lefújás valószínűleg azoknál az exobolygóknál alakul ki, melyek körülbelül tízszer közelebb helyezkednek el csillagjaikhoz, mint a Föld a Naphoz, mondta Ballester. Ez a több mint száz ismert naprendszeren kívüli bolygónak a tíz százalékára igaz. Azonban a nagy távolságok ellenére a Föld és a Vénusz alacsony tömegük végett valószínűleg szintén elveszthették eredeti légköreiket egy lefújás következtében. A légköröket az aszteroida és üstökös becsapódások, valamint a bolygó belsejéből kibocsátott gázok regenerálhatták.
"Évek óta tudunk erről a jelenségről, közvetlenül azonban mindeddig egyszer sem sikerült megfigyelni" - mondta Alain Lecavalier des Etangs, a párizsi Asztrofizikai Intézet kutatója, aki szintén a csapat tagja volt. Lecavalier óvatosságra int, mivel a szén és az oxigén jeleit "nagyon nehéz volt kiemelni a megfigyelésekből" és reméli, a további tanulmányok meg fogják erősíteni a Hubble eredményit, az egyetlen teleszkópét, ami képes a szükséges UV hullámhosszok tanulmányozására. Seager reméli, a csillagászok hamarosan képesek lesznek tanulmányozni a naprendszeren kívüli bolygók atmoszféráit a szülőcsillagaikról visszavert fény spektruma alapján.