Exoplanets atmosfär innehåller flera grundämnen

Genom avancerad spektroskopi har forskare i Lund lyckats detaljstudera den skållheta atmosfären hos en Jupiterliknande exoplanet (det vill säga en planet i ett annat solsystem än vårt eget).

Planeten som studerats heter WASP-189b och är en extrem planet, kanske den mest extrema av de cirka 4 300 exoplaneter som hittills bekräftats. Den ligger mycket nära sin värdstjärna och har en dagstemperatur på 3 200 grader. Ett år på WASP-189b varar i 2,7 dygn – det är den tid det tar för planeten att kretsa kring stjärnan. Ända sedan den observerades 2020 av satelliten Cheops har den varit föremål för världens astronomers intresse. I en ny studie, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy, kan ett forskarlag från Lunds universitet lägga fram ny fakta om den brännheta gasjätten.

– Vi har använt en högupplöst spektrograf för att samla in stjärnljus från värdstjärnan vid en tidpunkt då ljuset även passerade exoplanetens gashölje. Efter att ha extraherat de relevanta delarna av spektrumet kunde vi knyta minst nio varianter av kända ämnen till WASP-189b:s atmosfär, säger Bibiana Prinoth, astronomidoktorand vid Lunds universitet som har lett forskningsstudien.

Atmosfären innehöll titanoxid

Den stora upptäckten i studien är att WASP-189b:s atmosfär innehåller titanoxid, ett ämne som inte tidigare med säkerhet har upptäckts runt en ultrahet gasjätte utanför vårt solsystem. Förutom titanoxiden hittade forskarna följande grundämnen: järn, titan, krom, vanadin, magnesium och mangan. Men det är inte bara grundämnesfynden som sticker ut. Genom att studera de så kallade linjepositionerna för varje ämne i atmosfären kunde forskarna observera att dessa skilde sig åt. Detta visade på att WASP-189b har en skiktad typ av atmosfär där tredimensionell kemi, termiska effekter och dynamik i form av vindar spelar en viktig roll.

– Tidigare har det enbart varit möjligt att analysera atmosfärerna hos den här typen av exoplaneter med endimensionella modeller. I vår studie banar vi väg för att, med hjälp av högupplösta spektrografer, få en betydligt djupare förståelse för exoplanetatmosfärer, säger Bibiana Prinoth.

Hitta liv i universum

Att karakterisera atmosfären hos exoplaneter har blivit ett viktigt forskningsområde inom astronomi och astrofysik. När de tekniska verktygen nu finns på plats kommer det att bli möjligt för forskarna att i detalj jämföra den kemiska sammansättningen i olika typer av exoplanetatmosfärer, även på kallare himlakroppar som är mer lika vår egen planet.

– Jag får ofta frågan om jag tror att min forskning är relevant för sökandet efter liv någon annanstans i universum. Mitt svar är alltid ja. Den här typen av studier är ett första steg i detta sökande, säger Bibiana Prinoth.

*Spektroskopi är ett samlingsnamn för metoder för att studera spektra, vanligen med hjälp av elektromagnetisk strålning, och därigenom får kunskap om kemiska koncentrationer och sammansättningar. Källa: Wikipedia

Vetenskaplig artikel:

Titanium oxide and chemical inhomogeneity in the atmosphere of the exoplanet WASP-189b, studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy.

Kontakt:

Bibiana Prinoth, doktorand, Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet, bibiana.prinoth@astro.lu.se