Vízgőzből áll a szuperföld légköre

A GJ 1214b jelű exobolygót 2009-ben fedezték fel az egyik legeredményesebb bolygóvadász eszköz, az ESO 3,6 méteres távcsövén üzemelő HARPS spektrográf adatai alapján. Már akkor valószínűsítették, hogy a bolygónak légköre is van, amit most a VLT távcsőrendszer FORS spektrográfjának segítségével a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics csillagászcsoportjának sikerült is újabb bizonyítékokkal alátámasztania. A GJ 1214b az első szuperföld - azaz méreteiben és tömegében a Földdel összevethető exobolygó -, amelynek atmoszféráját részleteiben sikerült elemezni.

A GJ 1214b átmérője a Földének 2,6-szorosa, tömege pedig 6,5-szorosa bolygónkénak. A tőlünk körülbelül 40 fényév távolságra lévő, az Ophiuchus (Kígyótartó) csillagképben megfigyelhető gazdacsillagát 38 óránként kerüli meg mindössze 2 millió kilométer sugarú pályán, mégpedig úgy, hogy periodikusan elé, illetve mögé kerül, azaz fedési exobolygóról van szó. A GJ 1214 csillag egy halvány vörös törpe - ha a Nap helyébe tehetnénk, háromszázszor lenne halványabb annál -, de mérete is kicsi, így a bolygója viszonylag jól tanulmányozható.

A csoport a megfigyeléseket a fedések alatt végezte, amikor a csillag fénye az előtte elhaladó bolygó légkörén is keresztülhalad, így az ujjlenyomatát a csillag spektrumán hagyja: az atmoszféra kémiai összetételétől és a benne uralkodó időjárási viszonyoktól függően elnyelési vonalak és sávok megjelenését okozza a csillag infravörös színképében.

Az új észlelések előtt a kutatók három modellt vázoltak fel a GJ 1214b atmoszférájára. Az első alapján a bolygót víz borítja, pontosabban a csillagától mért kis távolsága miatt a légkör vízgőzből áll. A második elképzelés egy kőzetbolygóról szól, melynek légköre főként hidrogénből áll, a felszínt azonban köd és felhők takarják. A harmadik lehetőség szerint a GJ 1214b egy mini-Neptunusz kis kőzetmaggal és hidrogénben gazdag atmoszférával. Az új megfigyelések azonban nem utalnak nagy mennyiségű hidrogén jelenlétére, így a harmadik eshetőség kizárható, azaz a GJ 1214b légköre valószínűleg vagy vízgőzben gazdag, vagy a felszínt felhők, illetve köd fedi el, hasonlóan a Vénuszhoz vagy a Titánhoz.

Ugyan teljes bizonyossággal nem nyilatkozhatunk a GJ 1214b légkörének összetételéről, az eredmény izgalmas előrelépés az exobolygók atmoszférikus paramétereinek pontosítása felé. A GJ 1214b esetében a közeljövő hosszabb infravörös hullámhosszakon tervezett megfigyelései pedig akár egészen konkrét megállapítást is hozhatnak.