S trochou mysteriózní nadsázky lze říct, že výzkum odhalených exoplanet doposud doprovázela jedna velká záhada. Vždy, když se astronomové snažili změřit atmosféru neznámých světů, nápadně u toho absentovalo hélium – druhý nejrozšířenější prvek v celém vesmíru si s námi jakoby hrál na schovávanou.

Žhavý plynný obr WASP-107b, jedna z nejžhavějších známých exoplanet, to nyní změnila. WASP-107b obíhá svou mateřskou hvězdu zhruba 200 světelných let od Země jednou za pouhých šest dnů – nachází se tedy hvězdné atmosféře extrémně blízko. Tým astronomů z Exeterské univerzity se rozhodl změřit atmosféru planety inovovanou metodou skrze infračervené záření.

Na konci měření přesvědčivě demonstrovali, že se kolem cizího světa nachází héliová slupka – nejde přitom jen o ledajakou atmosféru. Ta obklopující WASP-107b se táhne tisíce kilometrů do okolí planety. WASP-107b díky tomu připomíná jakousi planetární kometu, za níž zůstává dlouhý héliový ocas. Za jednu miliardu let takto díky tlaku hvězdných částic do kosmu unikne 0,4 až 4 procenta objemu atmosféry plynného obra.

"Hélium, které jsme objevili, uniká do vesmíru jako oblačný mrak kolem planety," řekl k práci její spoluautor Tom Evans, "Pokud mají menší planety podobné Zemi v atmosféře také hélium, tato nová technika nabízí možnosti k jejich studiu, a to již v krátkém horizontu."

Naše nejbližší exoplaneta Proxima b | zdroj: NASA

V novém spektru

Hélium samotné je tedy na celém objevu spíše méně významné – nakonec, jak už zaznělo, jde o druhý nejběžnější prvek ve vesmíru. Astronomové tušili, že jej budou exoplanety obsahovat. Jenom jsme zatím neměli metody, jak to detekovat.

WASP-107b nám tak především potvrdil starší závěry a dal šanci ověřit, který typ metody je k hledání hélia nejlepší. Samozřejmě i tentokrát využili astronomové k určení složení atmosféry spektroskopickou analýzu světla hvězdy při průchodu atmosférou exoplanety – k  tomu se však doposud používalo zejména viditelné či ultrafialové záření o jiné vlnové délce.

Jak ilustruje exeterská práce, infračervené záření naproti tomu zřejmě dovoluje i efektivní analýzu menších energií. A to umožní rozšířit katalogizaci vlastností exoplanet – právě dálkové studium složení atmosféry neznámých světů budí od budoucna největší očekávání. Při hledání hélia se nyní zřejmě obejdeme i bez připravovaných kosmických teleskopů, jako je toužebně čekávaný Webbův teleskop. Začít analyzovat nové atmosféry tak lze prakticky okamžitě.

Jakmile však bude na dosah také Webbův teleskop, který sleduje právě infračervené záření, mohla by metoda otevřít naše možnosti poznání exoplanet novým způsobem.

"Doufáme, že tuto techniku použijeme například s nadcházejícím vesmírným teleskopem Jamese Webba, abychom zjistili, které planety mají atmosféry plné vodíku a helia, a jak dlouho mohou planety udržet atmosféru," řekla vedoucí autorka práce Jessica Spake, "Měřením infračerveného světla můžeme vidět dále do vesmíru, než kdybychom používali ultrafialové světlo."

Studie byla publikována v Nature.