EXPRES ser mod himlen af ​​en brændende, fjern planet

Yale-teknologien giver astronomer et nærmere kig på atmosfæren på en fjern planet, hvor det er så varmt, at luften indeholder fordampede metaller.

Planeten, MASCARA-2 b, er 140 parsecs fra Jorden - eller omkring 2,68 quadrillion miles. Det er en gasgigant, ligesom Jupiter. Imidlertid, dens bane er 100 gange tættere på sin stjerne end Jupiters bane er på vores sol.

Atmosfæren i MASCARA-2 b når temperaturer på mere end 3, 140 grader Fahrenheit, sætter den i den yderste ende af en klasse af planeter kendt som varme Jupiters. Astronomer er meget interesserede i varme Jupitere, fordi deres eksistens havde været ukendt indtil for 25 år siden, og de kan tilbyde ny information om dannelsen af ​​planetsystemer.

"Hot Jupiters giver de bedste laboratorier til at udvikle analyseteknikker, der en dag vil blive brugt til at søge efter biosignaturer på potentielt beboelige verdener, " sagde Yale-astronom Debra Fischer, Eugene Higgins professor i astronomi og medforfatter til en ny undersøgelse, der er blevet accepteret af tidsskriftet Astronomi og astrofysik .

Fischer er den styrende kraft bag instrumentet, der gjorde opdagelsen mulig:Extreme PREcision Spectrometer (EXPRES), som blev bygget ved Yale og installeret på det 4,3 meter lange Lowell Discovery Telescope nær Flagstaff, Ariz.

EXPRES' primære mission er at finde jordlignende planeter baseret på den lille gravitationspåvirkning, de har på deres stjerner. Denne præcision er også praktisk, når man leder efter atmosfæriske detaljer om fjerne planeter, sagde forskerne.

Sådan fungerer det. Når MASCARA-2 b krydser den direkte synslinje mellem dens værtsstjerne og Jorden, elementer i planetens atmosfære absorberer stjernelys ved bestemte bølgelængder - og efterlader et kemisk fingeraftryk. EXPRES er i stand til at opfange disse fingeraftryk.

Ved at bruge EXPRES, Yale astronomer og kolleger fra Geneva Observatory og Bern University i Schweiz, samt Danmarks Tekniske Universitet, fundet gasformigt jern, magnesium, og chrom i MASCARA-2 b's atmosfære.

"Atmosfæriske signaturer er meget svage og svære at opdage, " sagde medforfatter Sam Cabot, en kandidatstuderende i astronomi ved Yale og leder af undersøgelsens dataanalyse. "Serendipitalt, EXPRES tilbyder denne mulighed, da du har brug for meget højkvalitetsinstrumenter for at finde planeter uden for vores eget solsystem."

Studiets hovedforfatter, astronom Jens Hoeijmakers fra Geneve Observatory, nævnte EXPRES fandt også tegn på forskellig kemi mellem "morgen" og "aften" siderne af MASCARA-2 b.

"Disse kemiske påvisninger kan ikke kun lære os om atmosfærens grundstofsammensætning, men også om effektiviteten af ​​atmosfæriske cirkulationsmønstre, " sagde Hoeijmakers.

Sammen med andre avancerede spektrometre såsom ESPRESSO, bygget af schweiziske astronomer i Chile, EXPRES forventes at indsamle et væld af nye data, der dramatisk kan fremme søgningen efter exoplaneter - planeter, der kredser om andre stjerner end vores egen sol.

"Detekteringen af ​​fordampede metaller i atmosfæren af ​​MASCARA-2 b er et af de første spændende videnskabelige resultater, der dukker op fra EXPRES, " sagde Fischer. "Flere resultater er på vej."