Naukowcy wykryli po raz pierwszy hel w atmosferze egzoplanety

Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Hubble’a astronomom udało się wykryć hel w atmosferze planety pozasłonecznej (egzoplanety) WASP-107b. To pierwsza taka detekcja w przypadku atmosfer planet poza Układem Słonecznym – informuje NASA.

Hel jest drugim po wodorze pierwiastkiem we Wszechświecie pod względem rozpowszechnienia. Występuje w dużych ilościach w gwiazdach, np. na Słońcu, od czego zresztą pochodzi jego nazwa (łac. helium, od Heliosa, greckiego boga Słońca). W 1868 roku odkryto go najpierw na Słońcu. Natomiast na Ziemi hel występuje w sposób naturalny w bardzo niewielkiej ilości.

Hel jest także składnikiem dużych gazowych planet, takich jak Jowisz i Saturn. Jednak do tej pory nie wykryto go w atmosferach planet pozasłonecznych. Udało się tego dokonać dopiero teraz dzięki obserwacjom przeprowadzonym przez grupę astronomów, którą kierowała Jessica Spake, doktorantka na University of Exeter w Wielkiej Brytanii.

Badacze przeanalizowali widmo w podczerwieni dla planety WASP-107b. Wcześniejsze detekcje rozległych atmosfer egzoplanet były natomiast wykonywane w ultrafiolecie i w zakresie widzialnym. Taki pomiar można zrobić, gdy planeta przechodzi przed swoją gwiazdą (dokonuje tranzytu). Wtedy niewielka część światła gwiazdy przechodzi przez atmosferę planety, co skutkuje pojawieniem się dodatkowych linii w widmie. Im intensywniejsza dana linia, tym więcej danego pierwiastka jest w atmosferze planety.

„Silny sygnał od helu, który zmierzyliśmy, demonstruje skuteczność nowej techniki badania górnych warstw atmosfer egzoplanet. Dotychczasowe metody korzystały z promieniowania ultrafioletowego, co limitowało ich zastosowanie do najbliższych planet pozasłonecznych. Wiemy, że hel występuje w górnej części ziemskiej atmosfery, być może uda nam się więc wykryć go także w atmosferach egzoplanet o wielkości Ziemi, co jest niezwykle trudne” - tłumaczy Jessica Spake.

Planeta WASP-107b jest jednym z obiektów o najmniejszej gęstości spośród znanych planet. Ma wielkość mniej więcej taką jak Jowisz, ale zaledwie 12 proc. jego masy. Znajduje się około 200 lat świetlnych od nas. Jednego obiegu wokół swojej gwiazdy dokonuje w 6 dni.

Ilość helu, jaką wykryto w atmosferze WASP-107b jest tak duża, że oznacza, iż atmosfera rozciąga się na dziesiątki tysięcy kilometrów w przestrzeń kosmiczną. Przy tak rozległej atmosferze planeta prawdopodobnie traci duże ilości gazów atmosferycznych, które uciekają w przestrzeń kosmiczną w tempie od 0,1 do nawet 4 proc. całej masy atmosfery na miliard lat.

Wyniki badań ukazały się w środę w internetowym wydaniu czasopisma „Nature”. W międzynarodowym zespole badawczym znaleźli się astronomowie z Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych i Szwajcarii. (PAP)

cza/ ekr/