Celebrita už dělá vědu. Astronomové se s JWST snaží nahlédnout do atmosfér exoplanet ve slavném systému TRAPPIST-1

  • Kosmický dalekohled Jamese Webba se pustil do práce
  • Už stihl několikrát pozorovat i slavný planetární systém TRAPPIST-1
  • Okolo hvězdy obíhá sedm planet, vědci chtějí prozkoumat atmosféry alespoň některých z nich

Před pár dny byly zveřejněny první snímky z Kosmického dalekohledu Jamese Webba (JWST). Nejdražší astronomický přístroj všech dob se už skutečně pustil do vědecké práce. V uplynulých dnech pozoroval například pozůstatky po supernově SN 1987A ve Velkém Magellanově mračnu, Jupiter nebo exoplanety. 

Do zorného pole JWST se ale hned z kraje dostal také nejslavnější planetární systém TRAPPIST-1. Pokud čekáte další skvělé fotografie, budete zklamáni. TRAPPIST-1 je chladná a malá hvězda 40 světelných let od nás. Okolo ní bylo dříve objeveno sedm exoplanet, které obíhají blízko od hvězdy a také vzdálenosti mezi nimi jsou malé. Nejvzdálenější planeta se nachází 9,2 milionu kilometrů od hvězdy.

JWST sice má na palubě koronograf, který umí odstínit světlo hvězdy, ale tyto planety obíhají příliš blízko od své hvězdy a jsou moc malé. JWST dokáže zobrazit jen planety, které jsou mladé, horké a mají větší separaci (obíhají dál od hvězdy).  Cílem JWST bylo pozorování samotné hvězdy a pak tranzitů (přechodů) planet před ní. 

JWST pozoroval planetární systém 11. a 17. července prostřednictvím přístroje NIRSpec v režimu „Bright Object Time Series Spectroskopy“. Jak už název napovídá, jedná se o pozorování jasných objektů a to konkrétně štěrbinovou aperturou se zorným polem 1,6 x 1,6 vteřiny. Režim je přímo vyladěn pro pozorování tranzitů exoplanet.  JWST pozoroval TRAPPIST-1 po dobu 4 hodin a 52, minut, respektive 5 hodin a 17 minut.

Kromě toho se 18. a 20. července na hvězdu podíval také přístroj NIRISS v režimu „Single-Object Slitless Spectroscopy“. Pozorování trvalo vždy něco přes 5 hodin. Opět jde o režim určený primárně pro tranzity exoplanet. Je optimalizován pro spektroskopické aplikace vyžadující extrémně vysokou přesnost a spektrofotometrickou stabilitu.

Instrumentální stabilita je v tomto případě důležitá, protože jak si vysvětlíme níže, spektrum atmosféry exoplanety se fakticky odečítá od spektra hvězdy bez exoplanety (když je planeta za hvězdou).

Jeden tranzit nestačí

Na výsledky je brzy. Pozorování tranzitů bude extrémní disciplína. V případě TRAPIST-1 mají vědci štěstí na jasnou hvězdu, krátké oběžné doby planet a tedy i krátké doby tranzitů. Jednotlivé planety přejdou před hvězdou za 36 až 76 minut.

Cílem vědců je získat transmisní spektrum. Když planeta přechází před hvězdou, část světla hvězdy zablokuje. Díky tomu jsme planety u TRAPPIST-1 našli. Část světla ale projde také atmosférou planety, která v něm zanechá svůj otisk. Jak ho odečíst? Zjednodušeně řečeno stačí vzít spektrum s otiskem a poté bez otisku (když je planeta za hvězdou).

Není to však tak snadné. Planety u TRAPPIST-1 jsou malé. Nevíme, jakou atmosféru mají. Pro její podrobnější průzkum bude potřeba pozorovat více tranzitů. Přesný počet závisí zejména na složení atmosféry, tlaku, na tom, co hledáme.

Pro pouhé zjištění, zda planeta má atmosféru a určení jejího přibližného možného složení může stačit pozorovat 2 až 15 tranzitů. Nejlépe z toho vychází planety „b“ a „d“, kde by pro detekci oxidu uhličitého nebo metanu mohlo stačit zhruba 10 tranzitů.

Klepněte pro větší obrázek
Počet tranzitů nutných pro základní detekci atmosféry. Na vodorovné ose jsou planety (b až h), na svislé jednotlivé typy atmosfér. Zdroj: Jacob Lustig-Yaeger et al., 2019, CC 3.0

Pokud bychom chtěli pozorovat planetu „e“, na jejímž povrchu mohou být podmínky k život, tak by podle simulací mělo být možné odhalit vodu v troposféře na základě pozorování 35 tranzitů. Pokud se však v atmosféře nachází mraky, může být detekce vody i zcela nemožná.

Diskuze (2) Další článek: Srovnali jsme pět online překladačů. DeepL suverénně vede, ale překvapil i český Lindat

Témata článku: Vesmír, Výzkum, Astronomie, Jupiter, Exoplanety, Teleskop Jamese Webba, JWST, Atmosféra, Velký Magellanův, Hvězda, Tranzit, Pozorování, James Webb, Planeta, Kosmický dalekohled, Planetární systém, Astronom, TRAPPIST



Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

** Sex manželských párů jen při zvláštních příležitostech. ** Ložnice ovládnou sexuální roboti s umělou inteligencí. ** I to je jeden ze závěrů Mezinárodní robotické konference.

Filip KůželJiří Liebreich
RobotiSexUmělá inteligence
Jak funguje Nord Stream. Potrubí, čerpadla, tlaky… A jak se staví podmořský plynovod

Jak funguje Nord Stream. Potrubí, čerpadla, tlaky… A jak se staví podmořský plynovod

** Nord Stream tvoří stovky tisíc ocelobetonových rour ** Dohromady je svařily speciální lodě ** Pravděpodobnou sabotáž usnadnila odlišná konstrukce v jižním Baltu

Jakub Čížek
plynEnergetika
Nejzajímavější zbraně ve válce na Ukrajině. Americký HIMARS děsí Rusko svojí přesností

Nejzajímavější zbraně ve válce na Ukrajině. Americký HIMARS děsí Rusko svojí přesností

** Oživený výčet zbraní, které zaujmou technologickým řešením ** Neděláme si nárok na kompletní seznam ** Informace často chybí, a tak se snažíme kličkovat mezi propagandou

Jakub Čížek
UkrajinaZbraněRuskoArmáda
Superzemě jsou větší, běžnější, a také obyvatelnější než planety jako Země. Jsou doslova superobyvatelné

Superzemě jsou větší, běžnější, a také obyvatelnější než planety jako Země. Jsou doslova superobyvatelné

** Země podle všeho není nejlepším ze všech možných světů, alespoň pokud jde o obyvatelnost lidmi ** Máme štěstí, že jsme naživu ** U superzemí, tedy planet větších než Země a menších než ledoví obři jako Uran nebo Neptun, to je jiné

Stanislav Mihulka
ZeměAstronomie
Tuto českou základnu plnou satelitů nesmíte vidět. V Mapy.cz je každá anténa pečlivě vyretušovaná

Tuto českou základnu plnou satelitů nesmíte vidět. V Mapy.cz je každá anténa pečlivě vyretušovaná

** Zapomeňte na rozčtverečkovaná místa, kterých si každý všimne ** Mapy.cz musely dokonale zakrýt desítky parabol ** Základnou se přitom na webu chlubí i její majitel. Kocourkov

Jakub Čížek
ČeskoMapy.czMapy
Nejničivější bomba v historii lidstva. Rusko zveřejnilo dokument o testu Car-bomby
David Polesný
Sovětský svazAtomová bombaJaderný útokZbraně
Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

** Aplikace NewProfilePic se na Androidu stala hitem ** Můžete si v ní vytvořit profesionálně vypadající profilovky ** Pozor ale na agresivní cenovou politiku za Pro verzi

Martin Chroust
FotografieUmělá inteligenceMobilní aplikace
Prince of Persia oslavil 33. výročí. Připomeňte si, jak se série v průběhu let vyvíjela

Prince of Persia oslavil 33. výročí. Připomeňte si, jak se série v průběhu let vyvíjela

Princ z Persie je legendou, která už dlouho nepřišla s něčím novým. Legendy ale přece neumírají.

Martin Nahodil
Xbox OneTémaAkceX360PS3PC