Gliese 1214 b
Gliese 1214 b
Gliese 1214 b (často zkráceno na GJ 1214 b ) je exoplaneta , která obíhá kolem hvězdy Gliese 1214 a byla objevena v prosinci 2009. Její mateřská hvězda se nachází 48 světelných let od Slunce v souhvězdí Ophiuchus . Od roku 2017 je GJ 1214 b nejpravděpodobnějším známým kandidátem na oceánskou planetu . Z toho důvodu vědci planetě přezdívali "vodní svět".
Je to super-Země , což znamená, že je větší než Země , ale je výrazně menší (hmotností a poloměrem) než plynní obři Sluneční soustavy . Po COROT-7b to byla druhá známá super-Země a je první z nové třídy planet s malou velikostí a relativně nízkou hustotou. GJ 1214 b je také významná, protože její mateřská hvězda je relativně blízko Slunce a protože prochází (kříží se před) touto mateřskou hvězdou, což umožňuje studovat atmosféru planety pomocí spektroskopických metod .
V prosinci 2013 NASA oznámila, že v atmosféře GJ 1214 b mohly být detekovány mraky.
Detekce
GJ 1214 b byl poprvé detekován projektem MEarth , který hledá malé poklesy jasnosti, ke kterým může dojít, když obíhající planeta krátce proletí před svou mateřskou hvězdou. Začátkem roku 2009 si astronomové, kteří projekt provozovali, všimli, že hvězda GJ 1214 zřejmě vykazuje poklesy jasnosti tohoto druhu. Poté pozorovali hvězdu blíže a potvrdili, že se každých 1,58 dne ztmavila zhruba o 1,5 %. Následně byla provedena následná měření radiální rychlosti pomocí spektrografu HARPS na 3,6metrovém dalekohledu ESO v La Silla, Chile ; tato měření uspěla v poskytnutí nezávislých důkazů o realitě planety. V Nature pak vyšel článekoznámení planety a poskytnutí odhadů její hmotnosti, poloměru a orbitálních parametrů.
Funkce
Umělecký dojem z planety s možnými hlubokými oceány Umělecký dojem z Gliese 1214 b (popředí) , osvětleného červeným světlem své mateřské hvězdy (uprostřed)' Dojem tohoto umělce ukazuje, jak může GJ 1214 b vypadat, když prochází svou mateřskou hvězdou. Je to druhá super-Země , pro kterou astronomové určili hmotnost a poloměr, což poskytlo zásadní vodítka o její struktuře.
Poloměr GJ 1214 b lze odvodit z míry stmívání pozorovaného, když se planeta kříží před svou mateřskou hvězdou při pohledu ze Země. Hmotnost planety lze odvodit z citlivých pozorování radiální rychlosti mateřské hvězdy, měřené prostřednictvím malých posunů ve spektrálních čarách hvězd v důsledku Dopplerova jevu . Vzhledem k hmotnosti a poloměru planety lze vypočítat její hustotu. Prostřednictvím srovnání s teoretickými modely poskytuje hustota zase omezené, ale velmi užitečné informace o složení a struktuře planety.
Vzhledem k relativně malé velikosti mateřské hvězdy GJ 1214 b je možné provádět spektroskopická pozorování během planetárních tranzitů. Porovnáním pozorovaného spektra před a během tranzitů lze odvodit spektrum planetární atmosféry. V prosinci 2010 byla zveřejněna studie ukazující, že spektrum je v rozsahu vlnových délek 750-1000 nm z velké části bez rysů. Protože hustá a bezoblačná atmosféra bohatá na vodík by vytvořila detekovatelné spektrální rysy, zdá se, že taková atmosféra je vyloučena. Přestože nebyly pozorovány žádné jasné známky vodní páry nebo jakékoli jiné molekuly, autoři studie se domnívají, že planeta může mít atmosféru složenou převážně z vodní páry. Další možností je, že zde může být silná vrstva vysoké oblačnosti, která pohlcuje světlo hvězd. K určení složení jeho atmosféry jsou nutná další pozorování.
Vzhledem k odhadovanému stáří planetárního systému a vypočítanému hydrodynamickému úniku (ztráta plynů, která má tendenci poškozovat atmosféru složek s vyšší molekulovou hmotností) rychlosti 900 tun za sekundu, vědci dospěli k závěru, že došlo k významné ztrátě atmosféry během životnost planety a jakákoli současná atmosféra nemohou být prvotní. Ztráta primordiální atmosféry byla nepřímo potvrzena v roce 2020, protože u Gliese 1214 b nebylo detekováno žádné helium.
GJ 1214b může být chladnější než jakákoli jiná známá tranzitující planeta před objevením Kepler-16b v roce 2011 misí Kepler . Předpokládá se, že její rovnovážná teplota je v rozmezí 393-555 K (120-282 °C; 248-539 °F), v závislosti na tom, kolik záření hvězdy se odráží do vesmíru.
Spekulace založené na planetárních modelech
I když je o GJ 1214 b známo velmi málo, spekuluje se o jeho specifické povaze a složení. Na základě planetárních modelů bylo navrženo, že GJ 1214 b má relativně tlustý plynný obal, celkem asi 5 % hmoty planety. Je možné navrhovat struktury za předpokladu různého složení, vedené scénáři pro vznik a vývoj planety. GJ 1214 b by mohla být kamenná planeta s odplyněnou atmosférou bohatou na vodík, mini-Neptun nebo oceánská planeta . Pokud se jedná o vodní svět, mohl by být považován za větší a žhavější verzi Jupiterova galileovského měsíce Europa . I když žádný vědec nevěřil, že GJ 1214b je oceánská planeta, pokud se předpokládá, že GJ 1214b je oceánská planeta, tj. předpokládá se, že vnitřek se skládá především z vodního jádra obklopeného větším množstvím vody . , podíly na celkové hmotnosti v souladu s hmotností a poloměrem jsou asi 25 % horniny a 75 % vody, pokryté tlustým obalem plynů, jako je vodík a helium (cca 0,05 %). Vodní planety by mohly vzniknout vnitřní migrací planet a pocházet jakoprotoplanety , které vznikly z těkavého materiálu bohatého na led za hranicí sněhu, ale které nikdy nedosáhly hmot dostatečné k nahromadění velkého množství mlhovinového plynu H/He . Kvůli měnícímu se tlaku v hloubce modely vodního světa zahrnují "páru, kapalinu, supratekutou, vysokotlaké ledy a plazmové fáze" vody. Část vody v pevné fázi by mohla být ve formě ledu VII.