Vand detekteret i atmosfæren på den varme Jupiter exoplanet 51 Pegasi b

(Phys.org) – Astronomer har opdaget tilstedeværelsen af ​​vandmolekyler i atmosfæren af ​​en nærliggende varm Jupiter-exoplanet kendt som 51 Pegasi b (forkortet 51 Peb b). Opdagelsen kaster nyt lys over naturen af ​​exoverdenens atmosfære og indikerer, at stjerne-planet-systemet er en dobbelt-linet spektroskopisk binær. Resultaterne blev præsenteret den 25. januar i et papir offentliggjort på arXiv.org.

Beliggende omkring 50 lysår væk, 51 Pegasi b er den første exoplanet, der er opdaget i kredsløb om en stjerne i hovedsekvensen, og den første kendte varme Jupiter. Den blev klassificeret som en varm Jupiter, fordi den har en omløbsperiode på mindre end 10 dage (4,23 dage) og ligner i egenskaber solsystemets største planet, med en masse på omkring 0,47 Jupitermasser. Det har høj overfladetemperatur, da den kredser meget tæt om sin moderstjerne 51 Pegasi - i en afstand på omkring 0,05 AU.

For bedre at karakterisere dette planetsystem, et hold astronomer ledet af Jayne Birkby har observeret 51 Pegasi og dens planet med den CRyogenic højopløselige infrarøde Echelle Spectrograph (CRIRES) ved Very Large Telescope (VLT) i Chile. De opnåede i alt 42 spektre, der giver dem mulighed for at observere den radiale hastighedsforskydning af vandelementerne i planetens dagsideatmosfære.

"Vi har præsenteret en 5, 6σ påvisning af vandmolekyler i atmosfæren af ​​den oprindelige varme Jupiter, 51 Peg b, giver den første bekræftelse af, at 51 Peg Ab-systemet er en dobbelt-linet spektroskopisk binær. (...) Den bedst matchende model til planetspektrene fra vores gitter indeholdt kun molekylære træk fra vand, med et volumenblandingsforhold på VMR _H2O =10 ⁴ , " skrev forskerne i avisen.

Ifølge holdet, den direkte påvisning af vandabsorptionslinjer i planetens atmosfæres spektrum, der gennemgår en ændring i Doppler-skifte, giver vigtig indsigt i dette planetsystems natur. I særdeleshed, dette viser den sande binære natur af dette stjerne-planet system, afslører, at det er en dobbelt-linet spektroskopisk (ikke-formørkende) binær.

Udover vand, forskerne søgte også efter molekylære træk, der stammede fra de forventede store kulstof- og oxygenbærende gasser ved de observerede bølgelængder, som vand kuldioxid og metan. Imidlertid, de fandt intet signifikant signal fra disse molekyler, der ville indikere deres tilstedeværelse ved de mængder, der blev undersøgt af deres modelgitter i atmosfæren af ​​51 Pegasi b.

"Vi opdagede ingen metan eller kuldioxid på et signifikant niveau i vores observationer, indikerer en lav overflod, eller muligvis unøjagtigheder i de linjelister, vi brugte til at oprette modelskabelonerne, " står der i avisen. Desuden holdet bemærkede også, at en øvre grænse for rotationshastigheden af ​​51 Pegasi b skulle være mindre end 5,8 km s ^-1 . Imidlertid, instrumenter med højere opløsning er nødvendige for at bekræfte, om planetens rotation er tidevandslåst til dens værtsstjerne.

"Endelig, vi konkluderede, at yderligere optiske observationer af 51 Peg b ville muliggøre en uafhængig orbital løsning i reflekteret lys, og hvis dette resulterede i en signifikant anderledes planetens systemiske hastighed fra de infrarøde observationer, at et forskudt hot spot i atmosfæren kan være nødvendigt for at forklare de infrarøde målinger, " skrev forskerne i avisen.

© 2017 Phys.org