Najcięższy do tej pory pierwiastek odkryty w atmosferze egzoplanety

Korzystając z Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT ESO), astronomowie odkryli najcięższy pierwiastek, jaki kiedykolwiek znaleziono w atmosferze egzoplanety – bar. Byli zaskoczeni odkryciem baru na dużych wysokościach w atmosferze super gorących gazowych gigantów WASP-76b i WASP-121b – egzoplanet, planet krążących wokół gwiazd poza naszym Układem Słonecznym. To nieoczekiwane odkrycie rodzi pytania o kształt tych dziwnych atmosfer.

„Mylące i sprzeczne z intuicją jest: dlaczego w górnych warstwach atmosfery tych planet znajduje się tak ciężki pierwiastek?” mówi Tomas Azevedo Silva, doktorant na Uniwersytecie w Porto i Instytucie Astronomicznym e Ciências do Espaço (IA) w Portugalii, który kierował badaniami opublikowanymi dzisiaj w Astronomy and Astrophysics.

WASP-76b i WASP-121b nie są zwykłymi egzoplanetami. Oba są znane jako bardzo gorące Jowisze, ponieważ są porównywalne pod względem wielkości do Jowisza, a ich temperatury powierzchniowe są niezwykle wysokie, przekraczając 1000 stopni Celsjusza. Wynika to z ich bliskiej odległości od gwiazd macierzystych, co oznacza również, że okrążenie każdej gwiazdy zajmuje tylko dzień lub dwa. Nadaje to tym planetom dość osobliwe cechy; Na przykład w WASP-76 b astronomowie wątpią w to pada żelazko.

Jednak naukowcy byli zaskoczeni odkryciem baru, który jest 2,5 razy cięższy od żelaza, w górnych warstwach atmosfery WASP-76b i WASP-121b. „Biorąc pod uwagę wysoką grawitację planet, spodziewamy się, że ciężkie pierwiastki, takie jak bar, szybko opadną do niższych warstw atmosfery” – wyjaśnia współautor Olivier Demangeon, również badacz z University of Porto i IA.

„To było w jakiś sposób „przypadkowe” odkrycie” – mówi Azevedo Silva – „Nie spodziewaliśmy się ani nie szukaliśmy w szczególności baru i musieliśmy sprawdzić, czy rzeczywiście pochodzi on z planety, ponieważ nigdy wcześniej nie widziano go na żadnej egzoplanecie. „

Fakt wykrycia baru w atmosferach obu ultragorących Jowiszów sugeruje, że ta klasa planet może być jeszcze bardziej egzotyczna niż wcześniej sądzono. Chociaż czasami widzimy bar na naszym niebie, jako jaskrawą zieleń fajerwerków, pytanie dla naukowców brzmi, jaki naturalny proces może spowodować ten ciężki pierwiastek na tak dużych wysokościach na tych egzoplanetach. „W tej chwili nie jesteśmy pewni mechanizmów” – wyjaśnia Demanjohn.

W badaniu atmosfer egzoplanet bardzo przydatne są niezwykle gorące Jowisze. Jak wyjaśnia Demangeon: „Będąc gazową i gorącą, jej atmosfera jest bardzo wydłużona, a zatem łatwiejsza do obserwacji i badań niż na mniejszych lub chłodniejszych planetach”.

Określenie składu atmosfery egzoplanety wymaga wysoce specjalistycznego sprzętu. Zespół wykorzystał plik Espresso Instrument na VLT ESO w Chile do analizy światła gwiazd przefiltrowanego przez atmosfery WASP-76b i WASP-121b. Umożliwiło to wyraźne wykrycie w nim kilku pierwiastków, w tym baru.

Te nowe odkrycia pokazują, że tylko zarysowaliśmy tajemnice egzoplanet. Dzięki futurystycznym narzędziom, takim jak spektrograf Echelle o wysokiej rozdzielczości i wysokiej rozdzielczości ArmazoNes (ANDES), który będzie działał na nadchodzącym Bardzo Dużym Teleskopie ESO (ELT), astronomowie będą mogli znacznie głębiej badać atmosfery egzoplanet dużych i małych, w tym planet skalistych podobnych do Ziemi, i zbierać więcej dowodów na temat natury tych obcych światów.

więcej informacji

Badania te zostały przedstawione w artykule „Detection of barium in the atmospheres of superhot gas giants WASP-76b and WASP-121b”, który ma się pojawić w Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202244489).

Zespół składa się z T. Azevedo Silva (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugalia [IA/UPorto, CAUP] oraz Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Uniwersytet w Porto, Portugalia [FCUP]), ODS Demangeon (IA/UPorto, CAUP i FCUP), NC Santos (IA/UPorto, CAUP i FCUP), R. Allart (Wydział Fizyki, Institute for Research on Exoplanets, University of Montreal, Kanada i Observatoire astronomique de University w Genewie, Szwajcaria [UNIGE]), F. Borsa (INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Włochy), E. Cristo (IA/UPorto, CAUP i FCUP), E. Esparza-Borges (Instituto de Astrofísica de Canarias, Hiszpania) [IAC] oraz Departamento de Astrofísica, University of La Laguna, Teneryfa, Hiszpania [IAC-ULL]), JV Seidel (Europejskie Obserwatorium Południowe, Chile [ESO Chile]), E. Palle (IAC), SG Sousa (IA/UPorto), HM Tabernero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Hiszpania [CSIC-INTA]), M. R. Zapatero Osorio (CSIC-INTA), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Włochy [INAF Trieste]), F. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC i IAC-ULL), V. Adibekyan (IA/UPorto i FCUP), Y. Alibert (Physikalisches Institut, University of Bern, Szwajcaria), SCC Barros (IA/ UPorto i FCUP), V. Bourrier (UNIGE), P. Di Marcantonio (INAF Triest), V. D’Odorico (INAF Triest, Scuola Normale Superiore, Włochy oraz Institute for Fundamental Physics of the Universe, Triest, Italy [IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE i Centre Vie dans l’Univers, Faculté des sciences de l’Université de Genève, Szwajcaria), P. Departamento de Astrofísica, Hiszpania), CJAP Martins (UA/UPorto i Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugalia), A. Mehner (ESO Chile), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Włochy), P. Molaro (INAF Triest i IFPU), D. Mounzer (UNIGE), NJ Nunes (Instituto de Astrofísica ) e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa i Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugalia), A. Sozzetti (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Włochy) i A.C. IAC-ULL), i S. Udry (UNIGE).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata odkrywanie tajemnic wszechświata z korzyścią dla wszystkich. Projektujemy, budujemy i obsługujemy światowej klasy obserwatoria na Ziemi – które astronomowie wykorzystują do rozwiązywania ekscytujących pytań i szerzenia magii astronomii – oraz promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Założona jako organizacja międzyrządowa w 1962 roku, dziś ESO wspiera 16 państw członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Francja, Finlandia, Niemcy, Irlandia, Włochy, Holandia, Polska, Portugalia, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria i Stany Zjednoczone). Brytania), wraz z krajem goszczącym Chile i Australią jako partnerem strategicznym. Siedziba ESO, centrum dla zwiedzających i planetarium ESO Supernova znajduje się w pobliżu Monachium w Niemczech, a na chilijskiej Pustyni Atacama, cudownym miejscu z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba, znajdują się nasze teleskopy. ESO prowadzi trzy miejsca monitoringu: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO obsługuje Bardzo Duży Teleskop i Bardzo Duży Teleskop Interferometryczny, a także teleskopy geodezyjne, takie jak VISTA. Również w Paranal ESO będzie gościć i obsługiwać Teleskop Czerenkowa South Array, największe i najbardziej czułe obserwatorium promieniowania gamma na świecie. Wraz z międzynarodowymi partnerami ESO obsługuje APEX i ALMA w Chajnantor, dwa obiekty monitorujące niebo w zakresie milimetrowym i poniżej milimetra. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo” – Bardzo Duży Teleskop ESO. Z naszych biur w Santiago w Chile wspieramy naszą działalność w kraju i współpracujemy z partnerami oraz społecznością chilijską.

spinki do mankietów