Jak se měří teplota na exoplanetách? Číslům v médiích nevěřte

  • Pokud se někde objeví údaje o teplotě na povrchu planety, jedná se o tzv. rovnovážnou teplotu
  • Rovnovážná teplota je spíše odhadem a nebere v úvahu vliv atmosféry
  • Složení atmosféry menších planet neznáme

Astronomové znají tisíce planet mimo Sluneční soustavu. Většinu z nich nevidí, objevují je na základě jejich vlivu na mateřskou hvězdu. Některé z planet mohou mít na povrchu podmínky vhodné k životu. Mnoho informací o těchto planetách však nemáme. Známe jen jejich hmotnost nebo velikost a zřídka oba údaje.

V článcích o některých potenciálně obyvatelných exoplanetách se objevují údaje o teplotě na povrchu. Můžeme se dočíst, že je tam 15 stupňů Celsia, -113 stupňů Celsia apod. Jak se teplota na povrchu exoplanet zjišťuje a jak je možné, že ji známe tak přesně?

Fake temperature

Původ „přesné hodnoty“ je ukrytý v jejím původu. V odborných studiích se teplota objevuje v Kelvinech. V tabulkách a přehledech někdy jen zaokrouhleným odhadem (např. 500 Kelvinů), ale častěji jako vypočtená hodnota s určitou tolerancí. Například u planety Kepler-80g, kterou objevila umělá inteligence, je to 418 ± 36 Kelvinů.

Používat v populárních článcích Kelviny se nikomu moc nechce, a tak se od této hodnoty odečte 273 a dostáváme na první pohled přesnou hodnotu teploty ve stupních Celsia.

Rovnovážná teplota

Výše zmíněné teploty jsou tzv. rovnovážné teploty (anglicky equilibrium temperature, Teq). Tato teplota vychází z předpokladu, že jediným zdrojem ohřevu planety je záření mateřské hvězdy a jediným zdrojem ochlazování planety je opětovné vyzáření části tohoto záření do kosmického prostoru.

Rovnovážná teplota pracuje se třemi základními údaji – zářivým výkonem hvězdy, vzdálenosti planety od hvězdy a albedem. Pokud bychom Zemi posunuli blíže ke Slunci, teplota by se zvýšila. Pokud by začalo Slunce vyzařovat více záření, pak by se teplota také zvýšila.

K určení zářivého výkonu hvězdy nám stačí údaj o teplotě hvězdy a poloměru hvězdy, což jsou údaje, které běžně dohledáme třeba v katalozích exoplanet a vědci je mají k dispozici, i když ne vždy úplně přesně.

Zmínili jsme, že část záření se odrazí zpět do kosmického prostoru. S tím musíme také počítat. Množství záření, které planeta odráží, definujeme tzv. albedem. Země má průměrné albedo 0,37, což znamená, že odráží 37 % záření, které dostane od Slunce.

Albedo je prvním kamenem úrazu. Závisí na složení planety, o němž nic nevíme. U albeda můžeme jen odhadovat, že bude podobné Zemi nebo určit rovnovážné teploty pro jeho různé hodnoty.

Na Venuši si zabalte teplý kabát!

Rovnovážnou teplotu ještě ovlivňují další parametry. Velká část kamenných exoplanet například obíhá tak blízko od své hvězdy, že má vázanou rotaci. K hvězdě je nakloněna stále stejnou stranou, což samozřejmě způsobuje velké teplotní rozdíly mezi denní a noční stranou.

Rovnovážná teplota je dobrá pro počáteční diskusi o obyvatelnosti dané planety. O reálných podmínkách na povrchu nám ovšem nic neříká, protože skutečná teplota bude ovlivněna dalšími a obvykle neznámými faktory.

Jedním z těch klíčových je atmosféra. Rovnovážná teplota pro Zemi je asi 255 Kelvinů (-18 stupňů Celsia). Zemská atmosféra ohřívá Zemi o 30 Kelvinů (zhruba).

V případě Venuše je rovnovážná teplota okolo 260 Kelvinů, takže pod bodem mrazu! Reálně je však na povrchu Venuše teplota 500 stupňů Celsia. Pekelný svět vytváří atmosféra Venuše svým ohromným skleníkovým efektem.

Složení atmosfér exoplanet (ne)známe

Složení atmosfér známe zatím pouze u některých obřích planet s krátkou oběžnou dobou (tzv. horkých jupiterů). V době, kdy planeta přechází před svou hvězdou, projde záření hvězdy atmosférou planety. Ve spektru hvězdy pak pozorujeme „otisk atmosféry planety“.

Dalekohled Jamese Webba, který odstartuje do vesmíru v příštím roce, dokáže podobným způsobem prozkoumat atmosféry i některých menších planet. V budoucnu dokážeme pozorovat planety podobné Zemi přímo a také budeme moci přímo zkoumat jejich atmosféry. Na to si ale musíme ještě počkat.

Diskuze (2) Další článek: Co jsou RSS kanály?

Témata článku: Vesmír, Věda, Umělá inteligence, Země, Astronomie, Slunce, Sluneční soustava, Fyzika, Atmosféra, Exoplanety, Venuše, JWST, Planeta, Denní strana, Pekelný svět, Celsius, Velká část, Kepler, Stupeň Celsia, Zemská atmosféra, Kelvin, Složení atmosfér, Povrch, První pohled, Systém trappist


Určitě si přečtěte

Windows 10 už jsou na 700 milionech počítačů, ale není to jen labutí píseň?

Windows 10 už jsou na 700 milionech počítačů, ale není to jen labutí píseň?

** Windows 10 překonaly hranici 700 milionů instalací ** To je úctyhodné číslo a miliarda se blíží ** Analýzy ale i tak ukazují proměnu, jak používáme počítače a mobily

Jakub Čížek | 49

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Elektřina se vyrábí v elektrárnách, ale do zásuvek v našich domovech to pak má ještě hodně daleko. Dnes se na tuhle dlouhou cestu podíváme.

David Polesný | 82

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte se, co zachytily na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte se, co zachytily na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 44

Porno insider: Jak virtuální realita vstupuje do filmů pro dospělé

Porno insider: Jak virtuální realita vstupuje do filmů pro dospělé

** Pornografie údajně představuje třetinu internetové obsahu a je technologický tahounem ** Do erotického obsahu postupně zasahuje i virtuální realita ** Kromě vizuálního vjemu se pracuje také na virtuálním uspokojení toho hmatového

Jan Dudek | 29

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

** Airlander 10 nabídne plavby vzduchem v interiéru s prosklenou podlahou ** Luxusní vzducholoď byla původně vyvíjena pro vojenské účely ** Počítá se s třídenními „kochacími“ výlety za poznáním

Karel Kilián | 7

Solární panely v silnici vypadaly jako dobrý nápad. V praxi se ale neosvědčily

Solární panely v silnici vypadaly jako dobrý nápad. V praxi se ale neosvědčily

** Nápad použít na silnice místo asfaltu solární panely vypadal slibně ** Praktické testy však odhalily celou řadu nevýhod ** Nejhorší je směšná účinnost ve srovnání s fotovoltaickou elektrárnou

Karel Kilián | 65


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak vytvořit a spravovat vlastní web

Velký test herních klávesnic a DVB-T2 tunerů

Vše o formátu RAW

Vybíráme nejlepší základní desku