eso1729nb — Pressemelding

En infernalsk verden med en himmel av titan

ESOs VLT gjør første deteksjon av titandioksid på en eksoplanet

13. september 2017

Astronomer har brukt ESOs Very Large Telescope til å oppdage titandioksid i atmosfæren til en eksoplanet for første gang. Denne oppdagelsen ble gjort hos den varme Jupiter-lignende planeten WASP-19b og utnyttet kraften til FORS2-instrumentet. Dette instrumentet gir unike opplysninger om kjemisk sammensetning, temperatur og trykk i atmosfæren på denne uvanlige og veldig varme planeten. Resultatene blir presentert i tidsskriftet Nature i dag.

Et team av astronomer ledet av Elyar Sedaghati, en ESO-stipendiat og nyutdannet ved TU Berlin, har studert atmosfæren til eksoplanet WASP-19b i større detalj enn noen gang før. Denne bemerkelsesverdige planeten har omtrent samme masse som Jupiter, men er så nærme moderstjernen sin at den fullfører et baneomløp på bare 19 timer. Atmosfæren er beregnet til å ha en temperatur på ca. 2000 grader celsius.

Når WASP-19b beveger seg foran sin moderstjerne, passerer noen av stjernelyset gjennom planetens atmosfære og etterlater subtile fingeravtrykk i lyset som til slutt når Jorden. Ved å bruke FORS2-instrumentet på Very Large Telescope kunne teamet analysere dette lyset nøye og utlede at atmosfæren inneholder små mengder titandioksid, vann og spor av natrium, sammen med en global tåke som bidrar til sterk spredning av lyset.

«Det er imidlertid ikke enkelt å oppdage slike molekyler», forklarer Elyar Sedaghati, som brukte to år som ESO-student til å jobbe med dette prosjektet. «Ikke bare trenger vi data av eksepsjonell kvalitet, men vi må også utføre en sofistikert analyse. Vi brukte en algoritme som utforsker mange millioner spektra som representerer et bredt spenn av  kjemiske sammensetninger, temperaturer, samt sky- og tåkesammensetninger for å trekke våre konklusjoner.»

Titandioksid er sjelden sett på Jorden, men er kjent å eksistere i atmosfæren til kalde stjerner. I atmosfæren til varme planeter som WASP-19b virker titandioksid som en varmeabsorberer. Hvis stoffet er til stede i store nok mengder forhindrer disse molekylene at varme kommer inn i atmosfæren eller at varme rømmer ut gjennom atmosfæren. Dette fører til en temperaturinversjon – temperaturen er høyere i øvre atmosfære og lavere nedover, som er motsatt av den normale situasjonen. Ozon spiller en lignende rolle i Jordens atmosfære, der det forårsaker inversjon i stratosfæren.

«Tilstedeværelsen av titandioksid i atmosfæren til WASP-19b kan ha store effekter på den atmosfæriske temperaturstrukturen og sirkulasjonen», forklarer Ryan MacDonald, et annet teammedlem og astronom ved Cambridge University i Storbritannia. «Å kunne undersøke eksoplaneter på dette detaljnivået, er svært spennende og lovende», legger Nikku Madhusudhan fra Cambridge University til, som overså de teoretiske tolkningene av observasjonene.

Astronomene samlet inn observasjoner av WASP-19b over en periode på mer enn ett år. De målte relative variasjonene i planetens radius ved forskjellige bølgelengder av lys som passerte gjennom eksoplanetens atmosfære. Deretter sammenlignet de disse observasjonene med atmosfæriske modeller, som gjorde at de kunne de ekstrapolere forskjellige egenskaper, som for eksempel det kjemiske innholdet i eksoplanetens atmosfære.

Denne nye informasjonen om tilstedeværelsen av metalloksider som titandioksid og andre stoffer vil tillate mye bedre modellering av atmosfæren til eksoplaneter. Når fremtidens astronomer observerer atmosfærene til eksoplaneter, kan de forbedrede modellene gi dem en mye bedre idé om hvordan de skal tolke disse observasjonene.

«Dette viktige funnet er resultatet av en oppussing av FORS2-instrumentet som ble gjort for akkurat dette formålet», forteller teammedlem Henri Boffin fra ESO som ledet renoveringsprosjektet. «Siden renoveringen har FORS2 blitt det beste instrumentet til å utføre denne typen studier fra bakken.»

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen med tittelen «Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter» av Elyar Sedaghati et al., som blir presentert i tidsskriftet Nature.

Teamet består av Elyar Sedaghati (ESO, Tyskland, og TU Berlin, Tyskland), Henri MJ Boffin (ESO), Ryan J. MacDonald (Cambridge University, Storbritannia), Siddharth Gandhi (Cambridge University , Storbritannia), Nikku Madhusudhan (Cambridge University, Storbritannia), Neale P. Gibson (Queen's University Belfast, Storbritannia), Mahmoudreza Oshagh (Georg-August-Universität Göttingen, Tyskland), Antonio Claret (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Spania ) og Heike Rauer (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Tyskland og TU Berlin, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

• Vitenskapelig artikkel i Nature
• Bilder av ESOs Very Large Telescope

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Elyar Sedaghati
ESO Fellow
Vitacura, Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 2463 6537
E-post: esedagha@eso.org

Henri Boffin
ESO
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6542
E-post: hboffin@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1729 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.