För första gången i historien astronomer har upptäckt järn och titan i atmosfären på en planet utanför solsystemet. Detta exoplanet — KELT-9b — är det varmt och främmande värld av allt som vi någonsin har hittat. Planeten är så varmt att dess temperatur är högre än de flesta stjärnor. Hot exoplanet som ligger ca 620 ljusår från Jorden i stjärnbilden Cygnus — astronomerna kallar dem “sverhdorogimi Jupiter”. BESA-9b — en jätte gasformiga världen som Jupiter, den största planeten i solsystemet. Men dess vikt tre gånger mer än Jupiter, med en diameter på två gånger, och den bana ligger mycket nära stjärnan av exoplaneten, BESA-9.
“Vergaray Jupiter” är en informell term för varma solen som Jupiter, den temperatur som överstiger 1700 grader Celsius. “De är så heta att de har vissa likheter med stjärnorna, men är planeterna”, sade Kevin Hyun, en astrofysiker vid Universitetet i Bern i Schweiz. BESA-9b kan nå temperaturer på 4300 grader.
En varm planet
Detta är ett rekord värme har gjort för astronomer att upptäcka järn och titan i atmosfären av BESA-9b. Även om forskarna har länge misstänkt att dessa delar finns med i några exoplaneter, järn är ett av de vanligaste grundämnena i Universum — de är svåra att upptäcka i en sval miljö, eftersom atomerna är mest “instängd i andra molekyler, säger Hyun. Men BESA-9b så varmt att molnen är inte congenerous i dess atmosfär, så att enskilda atomer av järn och andra metaller för att flyga separat.
Titan sågs i atmosfären av exoplaneter som tidigare — men inte i atomär form. I September 2017 astronomer arbetar med rymdteleskopet Hubble meddelade att han hade upptäckt titandioxid är i den atmosfär av exoplaneten Kepler-13A.
Astronomer kan upptäcka olika delar, studera spektrum av ljus som kommer från objekt i rymden. Eftersom planeten som inte släpper ut sitt eget ljus, Chen och hans team av forskare som studerat data teleskopet som samlats in under en sol-transitering när exoplanet passerade framför sin stjärna.
Bekvämt, de uppgifter som redan fanns innan Hyun och hans medförfattare bestämde mig för att göra denna studie. Efter hans kollegor vid Universitetet i Genève används de spektraldata för att hitta vätgas i atmosfären av BESA-9b, “de är faktiskt lagras data i facket, eftersom det inte fanns någon anledning att leta efter järn eller titan, säger Hyun. “Då, för några månader sedan genomförde vi en teoretisk studie som förutspådde att järn och titan som måste vara där, och det motiverade oss att söka.”
Med hjälp av data för ett år sedan från den Nationella Galileos teleskop på La Palma, Spanien, forskare började jaga för metaller i ett spektrum av ljus som lyste genom den atmosfär av BESA-9b under 5-timmars transit. Data samlades in med hjälp av HARPS.
“Olika atomer och molekyler som uppvisar olika signaturer, när du delar upp ljuset i ett spektrum”, säger Hyun. “Med tillräcklig upplösning, tillräckligt med data, är det möjligt att ge varje molekyl med en unik signatur.” Sökning av signaturer av järn och titan, faktorer som, enligt Hyun och hans team ska vara i den atmosfär av BESA-9b — kommer att kräva en “kombination av kraftfulla datorer, en grundlig undersökning av spektroskopiska databaser och noggrann insamling av information,” skrev Hyung.
Team Hyun överklagas till Simon Grimm, astrofysik från Universitetet i Bern, en specialist i beräkningarna av opacitet av atomer och molekyler. “Dessa opacitet är inte lätt att beräkna, eftersom vi behöver för att utvärdera och styrka i form av miljoner och miljarder av spektral-linjer”.
Tidigare studier som genomförde en husrannsakan av väte i atmosfären av BESA-9b, såg starka linjer av absorption av väte i spektrumet, utan några komplicerade cross-korrelation-analyser för att hitta järn och titan, i kontrast till studier av hen. Astronomerna som samlat in data för sökning av väte hade ingen teoretisk motivation för en grundlig undersökning av metaller som järn.
En annan studie publicerad 2 juli i tidskriften Nature Astronomi visade att väte faktiskt “kokar” av atmosfären av BESA-9b och sög stjärna av planeten. “Kanske heavy metal också flyr på grund av det faktum att en stark utsläpp av vätgas “strama åt” den tunga element i de övre lagren av atmosfären, säger FEI Yang från Institutet för astronomi i max Planck, är huvudförfattare till studien.
Medan järn och titan i atmosfären av BESA-9b var en viktig upptäckt, Hyun sa att tekniken i sig intressanta upptäckter. Eftersom samma metod kommer att användas för detektion av biosignature. Det är dock osannolikt att astronomer kommer att hitta tecken på liv på denna helvetiska planet.
På denna superheta exoplanet — en riktig “järnridån” i stället för himlen
Ilya Hel