Helium opdaget i exoplanetatmosfære for første gang

Astronomer har opdaget helium i atmosfæren på en planet, der for allerførste gang kredser om en stjerne langt ud over vores solsystem.

Et internationalt team af forskere, ledet af Jessica Spake fra University of Exeter, opdagede beviser for den inaktive gas på 'super-Neptun' exoplaneten WASP-107b, fundet 200 lysår fra Jorden og i stjernebilledet Jomfruen.

Det afgørende gennembrud, foretaget fra observationer af exoplaneten ved hjælp af Hubble -rumteleskopet, afslørede en overflod af helium i eksoplanetens øvre atmosfære, som først blev opdaget i 2017.

Styrken af ​​det opdagede heliumsignal var så stor, at forskerne mener, at planetens øvre atmosfære strækker sig titusindvis af kilometer ud i rummet.

Helium er det næstmest almindelige grundstof i universet, og det er for længst blevet forudsagt at være en af ​​de mest let påviselige gasser på gigantiske exoplaneter. Imidlertid, denne banebrydende nye forskning er første gang, at gassen er blevet fundet med succes.

Nu, forskerholdet mener, at den banebrydende undersøgelse kan bane vejen for, at videnskabsmænd kan opdage flere atmosfærer omkring jordens størrelse exoplaneter på tværs af galaksen.

Forskningen er offentliggjort i det førende videnskabelige tidsskrift, Natur , den 3. maj, 2018.

Jessica Spake, en del af Exeters afdeling for fysik og astronomi sagde:"Vi håber at kunne bruge denne teknik med det kommende James Webb -rumteleskop, for eksempel, at lære, hvilken slags planeter der har store kuverter af brint og helium, og hvor længe planeter kan holde på deres atmosfærer. Ved at måle infrarødt lys, vi kan se længere ud i rummet, end hvis vi brugte ultraviolet lys."

WASP-107b er en planet med meget lav densitet, der ligner Jupiter, men med kun 12 procent af sin masse. Kredser om sin værtsstjerne hver sjette dag, den har en af ​​de sejeste atmosfærer på nogen af ​​de exoplaneter, der er opdaget, selvom det ved 500 C stadig er radikalt varmere end Jorden.

Ved at analysere lysspektret, der passerer gennem den øvre del af exoplanets atmosfære, forskerne var i stand til at påvise tilstedeværelsen af ​​helium i en ophidset tilstand.

Den betydelige styrke af det målte signal udnyttede en ny teknik, der ikke er afhængig af ultraviolette målinger, som historisk har været brugt til at studere øvre exoplanetatmosfærer. Holdet tror på denne nye teknik, som bruger infrarødt lys, kunne åbne nye veje til at udforske atmosfærerne på flere eksoplaneter i jordstørrelse, der findes i universets yderste rækkevidde.

Tom Evans, en medforfatter også fra University of Exeter tilføjede:"Heliumet, vi opdagede, strækker sig langt ud til rummet som en svag sky, der omgiver planeten. Hvis den er mindre, Jordstørrelsesplaneter har lignende heliumskyer, denne nye teknik tilbyder et spændende middel til at studere deres øvre atmosfærer i meget nær fremtid.."

Helium blev først opdaget som en ukendt gul spektrallinjesignatur i sollys i 1868. Devon-baserede astronom Norman Lockyer var den første til at foreslå, at denne linje skyldtes et nyt grundstof, og opkaldte den efter den græske Titan af Solen, Helios.

Det er siden blevet opdaget at være en af ​​hovedbestanddelene på planeterne Jupiter og Saturn i vores solsystem.