Culoarea reală a unei exoplanete

Astronomii au determinat culoarea unei exoplanete. Dacă am vedea din apropiere această planetă, cunoscută sub denumirea HD 189733b, am observa o culoare intensă albastru azuriu care aminteşte de culoarea Pământului, aşa cum se vede acesta din spaţiu.

Astronomii ce utilizează telescopul spaţial Hubble al NASA/ESA au reuşit, pentru prima oară, să determine care este culoarea reală a unei planete ce orbitează o altă stea.

Această imagine prezintă exoplaneta HD 189733b, o planetă gigantă de gaz care orbitează foarte aproape de steaua sa gazdă HD 189733. Atmosfera planetei este arzătoare, având o temperatură de peste 1000 de grade Celsius şi din ea plouă cu sticlă în timp ce vânturile bat cu o viteză de 7000 km/oră. Aflată la o distanţă de 63 de ani lumină de noi, această lume străină, agitată, reprezintă una dintre exoplanetele aflate la cea mai mică distanţă de Pământ şi care poate fi observată trecând prin faţa stelei sale gazdă. Prin observarea planetei înainte, în timpul şi după ce aceasta a dispărut în spatele stelei sale gazdă, ca urmare a mişcării sale de revoluţie, astronomii au putut să deducă că HD 189733b are o culoare albastru azuriu intensă ce aminteşte de culoarea Pământului, aşa cum se vede acesta din spaţiu.
Credit: NASA, ESA, M. Kornmesser

Dar cu aceasta asemănările dintre planete se sfârşesc. Acest „punct de un albastru intens" este o planetă gigantă de gaz ce orbitează foarte aproape de steaua sa gazdă. Atmosfera planetei este arzătoare, având o temperatură de peste 1000 de grade Celsius şi din care plouă sticlă, în timp ce vânturile bat cu o viteză de 7000 km/oră.

Aflată la o distanţă de 63 de ani lumină de noi, această lume străină, agitată, reprezintă una dintre exoplanetele aflate la cea mai mică distanţă de Pământ şi care poate fi observată trecând prin faţa stelei sale gazdă. Ea a fost intens studiată, cu ajutorul telescopului Hubble şi a altor telescoape, observându-se o atmosferă aflată într-o continuă schimbare şi având caracteristici neobişnuite cum ar fi prezenţa aburilor şi a flăcărilor violente. În prezent, această planetă reprezintă un subiect de mare importantă deoarece ea a permis prima determinare a culorii vizibile a unei exoplanete.

„Această planetă a fost bine studiată în trecut, atât de noi înşine cât şi de alte echipe", spune Frédéric Pont de la University of Exeter, Marea Britanie, conducătorul programului de observare realizat cu telescopul Hubble şi autorul noului studiu ce prezintă rezultatele obţinute. „Culoarea exoplanetei, determinată experimental, reprezintă un lucru real şi noi practic ne putem imagina cum arată această planetă în cazul în care noi am fi capabili să ne uităm la ea în mod direct".

În această imagine se compară culorile planetelor sistemului solar faţă de culoarea exoplanetei HD 189733b care este de tip „Jupiter fierbinte". Cu excepţia planetei Marte, culorile sunt determinate, în primul rând, de elementele chimice din atmosfera planetelor. Atmosfera albastră a Pământului la care se adaugă nuanţa de albastru a oceanelor reprezintă culoarea lumii noastre. Culoarea albastru intens a HD 189733b este produsă de picăturile de silicaţi care împrăştie lumina albastră în atmosfera arzătoare a exoplanetei.
Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI/AURA)

Pentru a afla cum ar putea arăta această planetă în faţa ochilor noştri, astronomii măsoară cât de multă lumină a fost reflectată de pe suprafaţa exoplanetei HD 189733b, o proprietate cunoscută sub numele albedo.

Lumina ce provine de la HD 189733b este estompată iar exoplaneta se află aproape de steaua sa. Pentru a separa lumina provenită de la planetă de cea a stelei sale gazdă, echipa telescopului Hubble a folosit Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) pentru a observa sistemul stea-planetă înainte, în timpul şi după ce planeta a trecut în spatele stelei sale gazdă, în timpul perioadei sale de revoluţie. În momentul în care planeta a ajuns în spatele stelei, lumina reflectată de pe planetă a ieşit temporar din câmpul de vedere iar cantitatea de lumina observată captată de la sistem a scăzut.

Această imagine prezintă exoplaneta HD 189733b, o planetă gigantă de gaz, care orbitează foarte aproape de steaua sa gazdă HD 189733. Prin observarea planetei înainte, în timpul şi după ce aceasta a dispărut în spatele stelei sale gazdă, ca urmare a mişcării sale de revoluţie, astronomii au putut să deducă că HD 189733b are o culoare albastru azuriu intensă ce aminteşte de culoarea Pământului, aşa cum se vede acesta din spaţiu.
Credit: NASA, ESA, M. Kornmesser

„Noi am observat reducerea luminozităţii întregului sistem în partea albastră a spectrului atunci când planeta a trecut în spatele stelei sale", explică Tom Evans de la University of Oxford, Marea Britanie, autorul principal al studiului. „Prin aceasta putem afirma că planeta este albastră, deoarece semnalul a rămas constant pentru celelalte culori pe care le-am măsurat".

Culoarea albastru azuriu a planetei nu provine de la reflexia luminii de către un ocean tropical, ea se datorează unei atmosfere înnorate, agitată, ce se crede că conţine particule de silicaţi care împrăştie lumina albastră. Observaţiile anterioare, ce au folosit metode diferite de observare, au evidenţiat dovezi privind împrăştierea luminii albastre pe planetă, dar cele mai recente observaţii realizate cu ajutorul telescopului Hubble oferă dovezi solide ce confirmă această ipoteză, spun cercetătorii.

Această imagine prezintă o planetă de tip „Jupiter fierbinte", cunoscută sub numele HD 189733b, care orbitează steaua sa gazdă HD 189733. Telescopul Hubble NASA/ESA a măsurat efectiv culoarea vizibilă a planetei care este albastru intens. Această culoare nu este datorată prezenţei oceanelor, în schimb ea este cauzată de efectele unei atmosfere arzătoare în care particulele topite de silicaţi provoacă o adevărată „ploaie" de sticlă care împrăştie lumina albastră mai mult decât lumina roşie. Planeta se află la doar 63 de ani lumină distanţă de Pământ şi un observator ar putea identifica multe stele similare aflate pe cer pe timp de noapte, deşi acestea se află în constelaţii diferite. Soarele nostru şi cea mai apropiată stea de noi, Alpha Centauri, reprezentată aici prin două stele lipsite de strălucire, aproape de centrul imaginii. De asemenea, este reprezentată steaua Sirius, cea mai strălucitoare stea de pe bolta cerească aflată în constelaţia Canis Major (Câinele Mare).
Credit: NASA, ESA, and G. Bacon (AURA/STScI)

HD 189733b a reprezentat un caz favorabil pentru efectuarea acestor tipuri de măsurători şi ea aparţine unei clase de planete cunoscută sub termenul de „Jupiter fierbinte". Aceste planete masive sunt similare ca mărime cu giganţii de gaz din sistemul solar, dar ele se află foarte aproape de steaua lor gazdă, dimensiunea lor şi apropierea de stele lor făcându-le pe acestea de mare interes pentru vânătoarea de exoplanete. Ştim că planetele de tipul „Jupiter fierbinte" sunt numeroase la nivelul Universului. Deoarece noi nu avem o astfel de planetă în apropierea nostră, în cadrul sistemului solar, studiile exoplanetelor de tipul HD 189733b sunt importante pentru că ne ajută să înţelegem aceste corpuri cereşti.

„Este dificil să ştim cu exactitate care sunt cauzele ce determină culoarea atmosferei unei planete, chiar şi pentru planetele din sistemul solar", spune Pont. „Dar aceste observaţii noi adăugă o altă piesă la puzzle-ul asupra naturii şi atmosferei exoplanetei HD 189733b. Noi pictăm încet o imagine mai completă a acestei planete neobişnuite".