Flere metaller - og mulige tegn på vand - fundet i en unik exoplanet

Et internationalt team af forskere har identificeret 'fingeraftryk' af flere metaller i en af ​​de mindst tætte eksoplaneter, der nogensinde er fundet.

Holdet, fra University of Cambridge og Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) i Spanien, brugte Gran Telescopio Canarias (GTC) til at observere WASP-127b, en kæmpe gasformig planet med delvist klar himmel og stærke signaturer af metaller i atmosfæren. Resultaterne er blevet godkendt til offentliggørelse i tidsskriftet Astronomi og astrofysik .

WASP-127b har en radius 1,4 gange større end Jupiter, men har kun 20 % af sin masse. En sådan planet har ingen analog i vores solsystem og er sjælden selv inden for de tusindvis af exoplaneter, der er opdaget til dato. Det tager lidt over fire dage at kredser om sin forældre stjerne, og dens overfladetemperatur er omkring 1400 K (1127 ° C).

Observationerne af WASP-127b afslører tilstedeværelsen af ​​en stor koncentration af alkalimetaller i atmosfæren, tillader samtidig påvisning af natrium, kalium og lithium for første gang på en exoplanet. Natrium- og kaliumabsorptionen er meget bred, hvilket er karakteristisk for relativt klare atmosfærer. Ifølge modelleringsarbejde udført af forskerne, himlen på WASP-127b er cirka 50 % klar.

"De særlige egenskaber ved denne planet gjorde det muligt for os at udføre en detaljeret undersøgelse af dens rige atmosfæriske sammensætning, " sagde Dr Guo Chen, en postdoktor ved IAC og undersøgelsens første forfatter. "Tilstedeværelsen af ​​lithium er vigtig for at forstå planetsystemets evolutionære historie og kan kaste lys over mekanismerne for planetdannelse."

Planetens værtsstjerne, WASP-127, er også lithium rig, som kunne pege på en AGB -stjerne - en lys rød kæmpe tusinder af gange lysere end solen - eller en supernova, der har beriget den sky af materiale, hvorfra dette system stammer.

Forskerne fandt også mulige tegn på vand. "Selvom denne påvisning ikke er statistisk signifikant, da vandfunktionerne er svage i det synlige område, vores data indikerer, at yderligere observationer i det nær-infrarøde burde kunne registrere det, " sagde medforfatter Enric Pallé, også fra IAC.

Resultaterne viser potentialet af jordbaserede teleskoper til undersøgelse af planetariske atmosfærer. "Detekteringen af ​​et sporstof som lithium i en planetarisk atmosfære er et stort gennembrud og motiverer nye opfølgende observationer og detaljerede teoretiske modeller for at bekræfte resultaterne, " sagde medforfatter Dr Nikku Madhusudhan, fra Cambridge's Institute of Astronomy.

Vi er lige begyndt at undersøge atmosfæren af ​​exoplaneter med jordbaserede teleskoper, men forfatterne mener, at dette også vil være en reference-exoplanet for fremtidige studier med rumteleskoper såsom James Webb-teleskopet, efterfølgeren til Hubble-teleskopet. Disse fremtidige undersøgelser vil afsløre den detaljerede karakter af WASP-127b som et benchmark for denne nye klasse af exoplaneter med meget lav tæthed.

WASP-127b-observationerne blev udført ved hjælp af OSIRIS-instrumentet fra GTC, fra Roque de los Muchachos-observatoriet, i Garafía (La Palma).