Hubble fanger blærende kulsort planet

Astronomer har opdaget, at den velundersøgte exoplanet WASP-12b næsten ikke reflekterer lys, får det til at fremstå i det væsentlige kulsort. Denne opdagelse kaster nyt lys over planetens atmosfæriske sammensætning og modbeviser også tidligere hypoteser om WASP-12bs atmosfære. Resultaterne står også i skarp kontrast til observationer af en anden tilsvarende størrelse exoplanet.

Brug af Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) på NASA/ESA Hubble Space Telescope, et internationalt team ledet af astronomer ved McGill University, Canada, og University of Exeter, Storbritannien, har målt, hvor meget lys exoplaneten WASP-12b reflekterer - dens albedo - for at lære mere om sammensætningen af ​​dens atmosfære.

Resultaterne var overraskende, forklarer hovedforfatter Taylor Bell, en kandidatstuderende i astronomi ved McGill University, som er tilknyttet Institut for Forskning om Exoplaneter:"Den målte albedo for WASP-12b er højst 0,064. Dette er en ekstremt lav værdi, gør planeten mørkere end frisk asfalt!" Dette gør WASP-12b to gange mindre reflekterende end vores måne, som har en albedo på 0,12. Bell tilføjer:"Den lave albedo viser, at vi stadig har meget at lære om WASP-12b og andre lignende eksoplaneter. "

WASP-12b kredser om den sollignende stjerne WASP-12A, omkring 1400 lysår væk, og siden opdagelsen i 2008 er den blevet en af ​​de bedst undersøgte eksoplaneter. Med en radius næsten dobbelt så stor som Jupiter og et år på lidt over én jorddag, WASP-12b er kategoriseret som en varm Jupiter. Fordi den er så tæt på sin moderstjerne, stjernens tyngdekraft har strakt WASP-12b til en ægform og hævet overfladetemperaturen på dens dagslysside til 2600 grader Celsius.

Den høje temperatur er også den mest sandsynlige forklaring på WASP-12bs lave albedo. "Der er andre varme Jupitere, der har vist sig at være bemærkelsesværdigt sorte, men de er meget sejere end WASP-12b. For de planeter, det foreslås, at ting som skyer og alkalimetaller er årsagen til absorptionen af ​​lys, men de virker ikke for WASP-12b, fordi den er så utrolig varm, " forklarer Bell.

Dagslyssiden af ​​WASP-12b er så varm, at der ikke kan dannes skyer, og alkalimetaller ioniseres. Det er endda varmt nok til at bryde brintmolekyler op til atomart brint, hvilket får atmosfæren til at opføre sig mere som atmosfæren af ​​en lavmassestjerne end som en planetatmosfære. Dette fører til exoplanetens lave albedo.

For at måle albedoen for WASP-12b observerede forskerne exoplaneten i oktober 2016 under en formørkelse, da planeten var tæt på fuld fase og passerede bag sin værtsstjerne for en tid. Dette er den bedste metode til at bestemme albedo for en exoplanet, da det involverer direkte måling af mængden af ​​lys, der reflekteres. Imidlertid, denne teknik kræver en præcision ti gange større end traditionelle transitobservationer. Ved hjælp af Hubbles Space Telescope Imaging Spectrograph var forskerne i stand til at måle albedoen for WASP-12b ved flere forskellige bølgelængder.

"Efter at vi havde målt albedoen, sammenlignede vi det med spektrale modeller af tidligere foreslåede atmosfæriske modeller af WASP-12b", forklarer Nikolay Nikolov (University of Exeter, Storbritannien), medforfatter til undersøgelsen. "Vi fandt ud af, at dataene matcher ingen af ​​de to aktuelt foreslåede modeller.". De nye data indikerer, at WASP-12b-atmosfæren er sammensat af atomart brint og helium.

WASP-12b er kun den anden planet, der har spektralt opløste albedo-målinger, den første er HD 189733b, endnu en varm Jupiter. Dataene indsamlet af Bell og hans team gjorde det muligt for dem at bestemme, om planeten reflekterer mere lys mod den blå eller røde ende af spektret. Mens resultaterne for HD 189733b tyder på, at exoplaneten har en dybblå farve, WASP-12b, på den anden side, reflekterer ikke lys ved nogen bølgelængde. WASP-12b gør, imidlertid, udsender lys på grund af sin høje temperatur, giver det en rød nuance, der ligner et varmt glødende metal.

"Det faktum, at de to første exoplaneter med målt spektral albedo udviser signifikante forskelle, viser vigtigheden af ​​disse typer spektrale observationer og fremhæver den store diversitet blandt varme Jupitere, " slutter Bell.

Resultaterne vil blive vist online 14. september i The Astrofysiske tidsskriftsbreve .