Very Large Telescope observerer en exoplanet, hvor det regner med jern

Forskere, der bruger ESO's Very Large Telescope (VLT) har observeret en ekstrem planet, hvor de har mistanke om, at det regner med jern. Den ultravarme gigantiske exoplanet har en dagside, hvor temperaturen stiger over 2400 grader Celsius, høj nok til at fordampe metaller. Stærke vinde fører jerndamp til den køligere natside, hvor den kondenserer til jerndråber.

"Man kan sige, at denne planet bliver regnfuld om aftenen, undtagen det regner jern, " siger David Ehrenreich, professor ved universitetet i Genève i Schweiz. Han ledede en undersøgelse, offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur , af denne eksotiske exoplanet. Kendt som WASP-76b, den er placeret omkring 640 lysår væk i stjernebilledet Fiskene.

Dette mærkelige fænomen opstår, fordi planeten 'jernregn' kun viser ét ansigt, dens dagside, til sin moderstjerne, dens køligere natside forbliver i evigt mørke. Ligesom månen på sin bane rundt om jorden, WASP-76b er 'tidevandslåst':det tager lige så lang tid at rotere rundt om sin akse, som det tager at gå rundt om stjernen.

På sin dagside, den modtager tusindvis af gange mere stråling fra sin moderstjerne, end Jorden gør fra Solen. Det er så varmt, at molekyler adskilles i atomer, og metaller som jern fordamper til atmosfæren. Den ekstreme temperaturforskel mellem dag- og natsiden resulterer i kraftige vinde, der bringer jerndampen fra den ultravarme dagside til den køligere natside, hvor temperaturen falder til omkring 1500 grader Celsius.

Ikke alene har WASP-76b forskellige dag-nat-temperaturer, det har også en tydelig dag-nat-kemi, ifølge den nye undersøgelse. Ved at bruge det nye ESPRESSO-instrument på ESO's VLT i den chilenske Atacama-ørken, astronomerne identificerede for første gang kemiske variationer på en ultravarm gasgigantplanet. De opdagede en stærk signatur af jerndamp ved aftengrænsen, der adskiller planetens dagside fra dens natside. "Overraskende nok, imidlertid, vi ser ikke jerndampen om morgenen, " siger Ehrenreich. Årsagen, han siger, er, at "det regner jern på natsiden af ​​denne ekstreme exoplanet."

"Observationerne viser, at jerndamp er rigeligt i atmosfæren på den varme dag side af WASP-76b, " tilføjer María Rosa Zapatero Osorio, en astrofysiker ved Center for Astrobiologi i Madrid, Spanien, og formanden for ESPRESSO videnskabsteamet. "En brøkdel af dette jern sprøjtes ind i natsiden på grund af planetens rotation og atmosfæriske vinde. jernet møder meget køligere miljøer, kondenserer og regner ned."

Dette resultat blev opnået fra de allerførste videnskabelige observationer udført med ESPRESSO, i september 2018, af det videnskabelige konsortium, der byggede instrumentet:et hold fra Portugal, Italien, Schweiz, Spanien og ESO.

ESPRESSO – Echelle-spektrografen for stenede exoplaneter og stabile spektroskopiske observationer – blev oprindeligt designet til at jage efter jordlignende planeter omkring sollignende stjerner. Imidlertid, det har vist sig at være meget mere alsidigt. "Vi indså hurtigt, at VLT'ens bemærkelsesværdige samlekraft og ESPRESSO's ekstreme stabilitet gjorde den til en fremragende maskine til at studere exoplanetatmosfærer, " siger Pedro Figueira, ESPRESSO instrumentforsker ved ESO i Chile.

"Det, vi har nu, er en helt ny måde at spore klimaet på de mest ekstreme exoplaneter, " slutter Ehrenreich.