Eksoplaneedi GJ 1412b atmosfäär koosneb tõenäolisest veeaurust

Jaan-Juhan Oidermaa | 06.12.2010

Esmakordselt super-Maa tüüpi eksoplaneedi atmosfääri analüüsinud astronoomid jõudsid järeldusele, et meile suhteliselt lähedal asuv planeet on tõenäoliselt kaetud veeauru või ülitiheda vesiniku vinega, kirjutab Jaan-Juhan Oidermaa Eesti Füüsika Portaalis.

Eelmise aasta lõpus avastatud GJ 1214b-ks nimetatud eksoplaneet tiirleb oma punasest kääbusest ematähele niivõrd lähedal, et lootus sealt elu leida on olematu. Sellegipoolest on see Maast vaid 6,5 korda suurema massiga üks väiksemaid Päikesesüsteemi-väliseid planeete, mis eales avastatud. Veelgi enam – eelnevate vaatluste kohaselt on planeedi tihedus kaugelt liiga väike, et olla paljas ilma atmosfäärita kosmiline kivikamakas.

GJ 1214b pakub astronoomidele unikaalset võimalust uurida planeeti muidu harilikele mitmeotstarbelistele teleskoopidele kättesaamatuks jääva täpsusega. Oma iga 38-tunnise tiirlemisperioodi kohta liigub planeet Maa suhtes 50 minutit oma ematähe eest läbi. See omakorda pakub täheteadlastele võimalust uurida planeedi atmosfääri läbivat valgust, mis annab otseseid vihjeid kaaslast ümbritseva gaasiümbrise ning seal leiduvate kemikaalide kohta.

„Me ei leidnud vaadeldud spektriosas mitte midagi huvipakkuvat, mis teebki just selle tegelikult eriliseks!“ tutvustas uurimuse peaautor Jacob Bean tööd. Maa atmosfääri läbides tekivad valguskiirtes unikaalsed häired, mida saab vaadeldavalt objektilt hajunud valguskiirtest mahuka töö tulemusena eemaldada. „Alles jäävadki ainult vaadeldava planeedi atmosfääri poolt põhjustatud muutused,“ selgitas Bean. Analüüsi tulemusena eraldatud häirete hulk ei olnud samas eriti suur, mis saab tähendada vaid seda, et atmosfäär koosneb tõenäoliselt rasketest molekulidest.

Kergematest molekulidest nagu vesinikust koosnev atmosfäär oleks tunduvalt paksem ning blokeeriks rohkem tähevalgust kui näiteks veest koosnev atmosfäär, mida tõmbab planeedi gravitatsioon enda poole tugevamini. „Atmosfääri isikupäratu allkiri seab meile üpris tugevad piirangud ning võimalike analüütiliste lahendite arv kahaneb märgatavalt,“ ütles Bean. Vaatlustulemused jätavad probleemile kaks lahendust.

Kõige paremini klapib vaatlustega stsenaarium, kus GJ 1214b taevas meenutab ülikuuma 500 soojakraadi ületavat aurusauna. Sõltuvalt temperatuurist ning rõhust võib aur edasi muutuda ülikriitiliseks molekulaarvedelikuks. Sarnaselt gaasile võib seda läbida ka tahke aine, kui seal vaid midagi tahket peale planeedi enda tuuma oleks. „Stsenaariumi kohaselt algselt jääplaneet olnud GJ 1214b on oma algse vormi juba ammu minetanud,“ tõdes Bean.

Teise võimaluse kohaselt on eksoplaneedi atmosfäär küll vesinikurikas, kuid seda katab paks pilvekiht. Sellisel juhul meenutaks planeet Päikesesüsteemi Neptuuni, mille kivisest ning jäisest tuumast eraldub gaase vaid vulkaanilise tegevuse perioodidel. Selline planeet oleks veelgi kuumem, kui ‘veemaailm’ ning temperatuurid küündiksid 1000 kraadini Celsiuse järgi. Atmosfääri rõhk oleks Maa omast sada korda suurem.

Hiljuti Bryce Crolli poolt avaldatud uurimus tõstatab siiski ka veelkord võimaluse, et GJ 1214b vesinikupilved on vaatlustel kasutatud pikkadel lainepikkustel läbipaistvad, kuid nähtavas spektriosas hajutavad valgust. Samas rajaneb tema töö ka ainult kahele vaadeldud spektripunktile. „Ma arvan, et põrgulik super-Maa pakub ka paljudele teistele suurt huvi ning seega saame oodata uut andmetevoogu järgmise aasta jooksul. Kuid see on alles esimene samm elukõlbulikus tsoonis asuvate eksoplaneetide atmosfäärikoostise välja nuputamiseks,“ jääb Bean mõtlikuks.

Märksõnad: eksoplaneedid