Het zwaarste element tot nu toe ontdekt in de atmosfeer van een exoplaneet

Met behulp van de Very Large Telescope (ESO’s VLT) van de European Southern Observatory hebben astronomen het zwaarste element ontdekt dat ooit in de atmosfeer van een exoplaneet is gevonden: barium. Ze waren verrast om barium op grote hoogte te ontdekken in de atmosfeer van de superhete gasreuzen WASP-76 b en WASP-121 b – exoplaneten, planeten die rond sterren buiten ons zonnestelsel draaien. Deze onverwachte ontdekking roept vragen op over de vorm van deze vreemde atmosferen.

“Het verwarrende en contra-intuïtieve deel is: waarom zit er zo’n zwaar element in de bovenste lagen van? sfeer Wie zijn deze planeten? Zegt Tomas Azevedo Silva, een doctoraalstudent aan de Universiteit van Porto en het Astronomisch Instituut e Ciências do Espaço (IA) in Portugal, die de studie leidde die vandaag is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica.

WASP-76 b en WASP-121 b zijn geen gewone exoplaneten. Beide staan ​​bekend als zeer hete Jupiters omdat ze qua grootte vergelijkbaar zijn met Jupiter, terwijl hun oppervlaktetemperaturen extreem hoog zijn, meer dan 1000 graden Celsius. Dit is te wijten aan Dichtbij voor hun gastheersterren, wat ook betekent dat het slechts een dag of twee duurt om elke ster te draaien. Dit geeft deze planeten nogal eigenaardige kenmerken; In WASP-76 b betwijfelen astronomen bijvoorbeeld dat: regenend ijzer.

De wetenschappers waren echter verrast om barium te vinden, dat 2,5 keer zwaarder is dan ijzer, in de bovenste atmosfeer van WASP-76b en WASP-121b. “Gezien de hoge zwaartekracht van de planeten, verwachten we dat zware voorwerpen Zoals barium dat snel in de lagere lagen van de atmosfeer valt”, legt co-auteur Olivier Demangon uit, ook een onderzoeker van de Universiteit van Porto en IA.

“Dit was op de een of andere manier een ‘toevallige’ ontdekking”, zegt Azevedo Silva. “We verwachtten of waren niet op zoek naar barium in het bijzonder en moesten controleren of dit echt van de planeet kwam, omdat het nog nooit eerder op een exoplaneet was gezien. “

Het feit dat barium werd gedetecteerd in de atmosferen van beide ultrahete Jupiters, suggereert dat deze klasse van planeten mogelijk nog exotischer is dan eerder werd gedacht. Hoewel we soms barium in onze lucht zien, als het schitterende groen in vuurwerk, is de vraag voor wetenschappers welk natuurlijk proces dit zware element zo zwaar kan maken. Grote hoogtes in deze buitenplaneten. “Op dit moment zijn we niet zeker van de mechanismen”, legt Demanjohn uit.

Bij het bestuderen van de atmosferen van exoplaneten zijn extreem hete Jupiters erg handig. Zoals Demangeon uitlegt: “Omdat hij gasachtig en heet is, is de atmosfeer erg langwerpig en daarom gemakkelijker te observeren en te bestuderen in vergelijking met kleinere of koelere planeten.”

Definieer configuratie extrasolaire planeetDe hotelsfeer vereist zeer gespecialiseerde apparatuur. Het team gebruikte het ESPRESSO-instrument van ESO’s VLT in Chili om sterlicht te analyseren dat door de atmosfeer van WASP-76b en WASP-121b wordt gefilterd. Dit maakte het mogelijk om verschillende elementen erin duidelijk te onthullen, waaronder: barium.

Deze nieuwe bevindingen laten zien dat we alleen de geheimen van de exoplaneten hebben bekrast. Met toekomstige instrumenten zoals de ArmazoNes High Resolution High Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), die zal werken op ESO’s aankomende Very Large Telescope (ELT), zullen astronomen de atmosferen van grote en kleine exoplaneten kunnen bestuderen, inclusief rotsachtige aardachtige planeten , in Lots in meer diepte En om meer aanwijzingen te verzamelen over de aard van deze buitenaardse werelden.

Dit onderzoek wordt gepresenteerd in het artikel “Detection of barium in the atmosfeer van oververhitte gasreuzen WASP-76b & WASP-121b”, dat zal verschijnen in Astronomie en astrofysica.