Tisková zpráva

„Jako ze sci-fi“: První 3D pozorování atmosféry exoplanety odhalilo unikátní klima

18. února 2025, Praha

Astronomové poprvé nahlédli do atmosféry planety mimo Sluneční soustavu a zmapovali její 3D strukturu. Kombinací všech čtyř dalekohledů VLT (Very Large Telescope) na Evropské jižní observatoři (ESO) zjistili, že v atmosféře planety se vyskytují silné větry, které přenášejí chemické prvky, jako je železo a titan, a vytvářejí složité povětrnostní vzorce. Tento objev otevírá dveře k podrobnému studiu chemického složení a počasí dalších cizích světů.

„Atmosféra této planety se chová způsobem, který zpochybňuje naše chápání fungování počasí - nejen na Zemi, ale na všech planetách. Připadá mi to jako něco ze sci-fi,“ říká Julia Victoria Seidelová, vědecká pracovnice Evropské jižní observatoře (ESO) v Chile a hlavní autorka studie, která byla nedávno zveřejněna v časopise Nature.

Planeta WASP-121b (známá také jako Tylos) se nachází ve vzdálenosti asi 900 světelných let v souhvězdí Lodní zádě. Jedná se o ultrahorký Jupiter, plynného obra, který obíhá kolem své hostitelské hvězdy tak blízko, že rok zde trvá jen asi 30 pozemských hodin. Navíc jedna strana planety je spalující, protože je stále přivrácena ke hvězdě, zatímco druhá strana je mnohem chladnější.

Tým nyní prozkoumal hluboké nitro atmosféry planety Tylos a odhalil odlišné větry v jednotlivých vrstvách, čímž vytvořil mapu 3D struktury atmosféry. Je to poprvé, co se astronomům podařilo studovat atmosféru planety mimo naši Sluneční soustavu do takové hloubky a detailů.

„To, co jsme zjistili, bylo překvapivé: tryskové proudění otáčí materiál kolem rovníku planety, zatímco samostatné proudění v nižších vrstvách atmosféry přesouvá plyn z horké strany na chladnější. Takové klima nebylo dosud pozorováno na žádné planetě,“ říká Seidel, který je zároveň vědeckým pracovníkem Lagrangeovy laboratoře, jež je součástí francouzské Observatoře Côte d'Azur. Pozorované tryskové proudění se táhne přes polovinu planety, nabírá rychlost a prudce čeří atmosféru vysoko ve vzduchu, když přechází přes horkou stranu Tylosu. „Dokonce i nejsilnější hurikány ve Sluneční soustavě se ve srovnání s ním zdají být klidné,“ dodává.

K odhalení trojrozměrné struktury atmosféry exoplanety použil tým přístroj ESPRESSO na dalekohledu ESO VLT, který spojuje světlo čtyř velkých teleskopických jednotek do jediného signálu. Tento kombinovaný režim VLT shromažďuje čtyřikrát více světla než samostatné dalekohledy, což odhaluje slabší detaily. Pozorováním planety po dobu jednoho úplného přechodu před její hostitelskou hvězdou byl systém ESPRESSO schopen detekovat signatury několika chemických prvků, čímž prozkoumal různé vrstvy atmosféry.

„VLT nám umožnil prozkoumat tři různé vrstvy atmosféry exoplanety najednou,“ říká spoluautor studie Leonardo A. dos Santos, pomocný astronom z STCS (Space Telescope Science Institute) v Baltimoru ve Spojených státech. Tým sledoval pohyb železa, sodíku a vodíku, což mu umožnilo vysledovat větry v hlubokých, středních a mělkých vrstvách atmosféry planety. „Je to druh pozorování, který je velmi náročný pro vesmírné dalekohledy, což podtrhuje význam pozemních pozorování exoplanet,“ dodává.

Zajímavé je, že pozorování odhalila také přítomnost titanu těsně pod tryskovým proudem, na což upozorňuje doprovodná studie publikovaná v časopise Astronomy and Astrophysics. To bylo další překvapení, protože předchozí pozorování planety ukázala nepřítomnost tohoto prvku, možná proto, že je ukryt hluboko v atmosféře.

„Je skutečně ohromující, že jsme schopni studovat takové detaily, jako je chemické složení a průběh počasí na planetě v tak obrovské vzdálenosti,“ říká Bibiana Prinoth, doktorandka na Lund University ve Švédsku a ESO, která vedla doprovodnou studii a je spoluautorkou článku v časopise Nature.

K odhalení atmosféry menších planet podobných Zemi však budou zapotřebí větší teleskopy. Mezi ně bude patřit dalekohled ESO ELT (Extremely Large Telescope), který se v současné době staví v chilské poušti Atacama, a jeho přístroj ANDES. „ELT změní pravidla hry pro studium atmosfér exoplanet,“ říká Prinoth. „Díky této zkušenosti mám pocit, že jsme na pokraji odhalení neuvěřitelných věcí, o kterých si nyní můžeme nechat jen zdát.“

 

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku publikovaném v časopise Nature s názvem „Vertical structure of an exoplanet's atmospheric jet stream“ (doi:10.1038/s41586-025-08664-1).

Skupin tvoří: Julia V. Seidel (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]; Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Université Côte d’Azur, Nice, France [Lagrange]), Bibiana Prinoth (ESO Chile and Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University, Lund, Sweden [ULund]), Lorenzo Pino (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italy), Leonardo A. dos Santos (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA, Johns Hopkins University, Baltimore, USA), Hritam Chakraborty (Observatoire de Genève, Département d’Astronomie, Université de Genève, Versoix, Switzerland [UNIGE]), Vivien Parmentier (Lagrange), Elyar Sedaghati (ESO Chile), Joost P. Wardenier (Département de Physique, Trottier Institute for Research on Exoplanets [IREx], Université de Montréal, Canada), Casper Farret Jentink (UNIGE), Maria Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, Spain), Romain Allart (IREx), David Ehrenreich (UNIGE), Monika Lendl (UNIGE), Giulia Roccetti (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany; Meteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, Germany), Yuri Damasceno (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Porto, Portugal [IA-CAUP], Departamento de Fisica e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Porto, Portugal [FCUP]; ESO Chile), Vincent Bourrier (UNIGE), Jorge Lillo-Box (Centro de Astrobiología (CAB); CSIC-INTA, Madrid, Spain), H. Jens Hoeijmakers (ULund), Enric Pallé (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain [IAC]; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spain [IAC-ULL]), Nuno Santos (IA-CAUP and FCUP), Alejandro Suàrez Mascareño (IAC and IAC-ULL), Sergio G. Sousa (IA-CAUP), Hugo M. Tabernero (Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica & IPARCOS-UCM (Instituto de Física de Partículas y del Cosmos de la UCM), Universidad Complutense de Madrid, Spain), a Francesco A. Pepe (UNIGE).

Doprovodný výzkum, který odhalil přítomnost titanu, byl publikován v časopise Astronomy & Astrophysics v článku s názvem „Titanium chemistry of WASP-121 b with ESPRESSO in 4-UT mode“ (doi: 10.1051/0004-6361/202452405).

Skupinu za tímto článkem tvořili: Bibiana Prinoth (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile] a Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University, Lund, Sweden [ULund]), Julia V. Seidel (ESO Chile; Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Université Côte d’Azur, Nice, France [Lagrange]), H. Jens Hoeijmakers (ULund), Brett M. Morris (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), Martina Baratella (ESO Chile), Nicholas W. Borsato (ULund, School of Mathematical and physical Sciences, Macquarie University, Sydney, Australia), Yuri Damasceno (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Porto, Portugal [IA-CAUP], Departamento de Fisica e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Porto, Portugal [FCUP]; ESO Chile), Vivien Parmentier (Lagrange), Daniel Kitzmann (University of Bern, Physics Institute, Division of Space Research & Planetary Sciences, Bern, Switzerland), Elyar Sedaghati (ESO Chile), Lorenzo Pino (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italy), Francesco Borsa (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Italy), Romain Allart (Département de Physique, Trottier Institute for Research on Exoplanets [IREx], Université de Montréal, Canada), Nuno Santos (IA-CAUP and FCUP), Michal Steiner (Observatoire de l'Université de Genève, Versoix, Switzerland), Alejandro Suàrez Mascareño (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spain), Hugo M. Tabernero (Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica & IPARCOS-UCM (Instituto de Física de Partículas y del Cosmos de la UCM), Universidad Complutense de Madrid, Spain), Maria Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiologia, CSIC-INTA, Madrid, Spain).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

 

Odkazy

• Vědecký článek (Nature)
• Vědecký článek (A&A)
• Fotografie VLT
• Více informací o extrémně velkém dalekohledu ESO najdete na našich speciálních webových stránkách a v tiskové sadě.
• Pro novináře: Přihlaste se k odběru našich zpráv pod embargem ve vašem jazyce a přihlaste se k účasti na (částečně financované) strategické návštěvě médií ESO v roce 2025 (NOVINKA).
• Pro vědce: Máte příběh? Předložte svůj výzkum
• Nejtemnější a nejjasnější obloha na světě je ohrožena průmyslovým megaprojektem

Kontakty

Julia Victoria Seidel
European Southern Observatory (ESO) and Lagrange Laboratory, Observatoire de la Côte d'Azur
Santiago, Chile and Nice, France
Tel.: +33 743 32 79 73
Email: jseidel@oca.eu

Bibiana Prinoth
Lund University
Lund, Sweden
Tel.: +46 72 442 03 69
Email: bibiana.prinoth@fysik.lu.se

Leonardo A. dos Santos
Space Telescope Science Institute
Baltimore, USA
Tel.: +1 (410) 338-4395
Email: ldsantos@stsci.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Connect with ESO on social media

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso2504. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.