Genom avancerad spektroskopi har forskare i Lund lyckats detaljstudera atmosfären hos en extrem exoplanet belägen 322 ljusår från jorden. Den nya kunskapen om den Jupiterliknande planetens skållheta gashölje är viktig när det kommer till att förstå mer jordlika planeter.
WASP-189b är en mycket extrem planet utanför vårt solsystem med en dagstemperatur på 3200 grader. Planeten ligger mycket nära sin värdstjärna och har ett år som varar i 2,7 dygn – tiden det tar för planeten att kretsa kring stjärnan. WASP-189b är kanske den mest extrema av de cirka 4 300 exoplaneter – planeter i andra solsystem än vårt eget – som hittills bekräftats.
Ända sedan den observerades 2020 av satelliten CHEOPS har den varit föremål för världens astronomers intresse. I en ny studie, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy, kan ett forskarlag från Lunds universitet lägga fram ny fakta om den brännheta gasjätten.
– Vi har använt en högupplöst spektrograf för att samla in stjärnljus från värdstjärnan vid en tidpunkt då ljuset även passerade exoplanetens gashölje. Efter att ha extraherat de relevanta delarna av spektrumet kunde vi knyta minst nio varianter av kända ämnen till WASP-189b:s atmosfär, säger Bibiana Prinoth, astronomidoktorand vid Lunds universitet som har lett forskningsstudien.
Den stora upptäckten i studien är att WASP-189b:s atmosfär innehåller titanoxid. Ett ämne som inte tidigare med säkerhet har upptäckts runt en ultrahet gasjätte utanför vårt solsystem. Förutom titanoxiden hittade forskarna följande grundämnen: järn, titan, krom, vanadin, magnesium och mangan. Men det är inte bara grundämnesfynden som sticker ut. Genom att studera de så kallade linjepositionerna för varje ämne i atmosfären kunde forskarna observera att dessa skilde sig åt. Detta visade på att WASP-189b har en skiktad typ av atmosfär där tredimensionell kemi, termiska effekter och dynamik i form av vindar spelar en viktig roll.
– Tidigare har det enbart varit möjligt att analysera atmosfärerna hos den här typen av exoplaneter med endimensionella modeller. I vår studie banar vi väg för att med hjälp av högupplösta spektrografer få en betydligt djupare förståelse för exoplanetatmosfärer, säger Bibiana Prinoth.
Att karakterisera atmosfären hos exoplaneter har blivit ett viktigt forskningsområde inom astronomi och astrofysik. När de tekniska verktygen nu finns på plats kommer det att bli möjligt för forskarna att i detalj jämföra den kemiska sammansättningen i olika typer av exoplanetatmosfärer, även på kallare himlakroppar som är mer lika vår egen planet.
– Jag får ofta frågan om jag tror att min forskning är relevant för sökandet efter liv någon annanstans i universum. Mitt svar är alltid ja. Den här typen av studier är ett första steg i detta sökande, säger Bibiana Prinoth.
Förutom Lunds universitet har följande organisationer och lärosäten deltagit i studien:
University of Bern, l’Université de Genève, European Southern Observatory, University of Warwick, Centro de Astrobiologia Madrid, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Université de Montréal, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, INAF-Osservatorio Astrofisico Firenze, Ludwig Maximilian University, University Observatory Munich.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy:
”Titanium oxide and chemical inhomogeneity in the atmosphere of the exoplanet WASP-189b”
