Titan och mystiska jetströmmar på extrem exoplanet

Sedan 1990-talet har drygt 5 800 exoplaneter, alltså planeter som kretsar kring andra stjärnor än vår sol, upptäckts. Ett av de mer extrema exemplaren är den ultraheta WASP-121 b, belägen cirka 900 ljusår från jorden. Den är något större än vårt solsystems största planet Jupiter och kretsar mycket nära sin stjärna. Planeten roterar dessutom i takt med stjärnan, liksom vår måne roterar i takt med jorden. Det innebär att exoplanetens ena sida alltid vetter mot stjärnan och blir extremt het, cirka 2 500 grader, medan den andra sidan förblir betydligt svalare. Temperaturskillnaden och hur värmen förflyttas i en så extrem miljö har länge varit ett mysterium för forskarna. Men i två färska studier som publiceras i Nature och Astronomy & Astrophysics har forskare, bland annat från Lunds universitet, gjort en rad nya observationer.

– Vi upptäckte att en jetström transporterar material runt planetens ekvator, samtidigt som en separat vind på lägre höjder i atmosfären transporterar gas från den heta dagsidan till den svala nattsidan. Detta klimat har aldrig tidigare setts på någon planet och utmanar nuvarande teorier om hur atmosfärer fungerar på extrema planeter, säger Bibiana Prinoth, astrofysiker i Lund.

Men detta var inte den enda upptäckten. Tack vare den höga kvaliteten på de nya observationerna kunde forskarna för första gången detektera titan i exoplanetens atmosfär. Astronomer har tidigare trott att allt titan hade försvunnit från WASP-121 b, eller bara fanns där i så små doser att det aldrig skulle kunna observeras.

– Upptäckten utmanar vår förståelse för hur vindar och kemi fungerar på dessa heta planeter och avslöjar en stor klyfta mellan vad nuvarande modeller förutspår och vad vi faktiskt observerar på mer varierade exoplaneter, säger Bibiana Prinoth.

Att lära sig mer om mångfalden av exoplanet-atmosfärer gör att forskarna bättre kan förstå hur atmosfärer fungerar. Genom skarpare analyser lägger forskarna även grunden för mer precisa modeller, särskilt när de nu förbereder sig för att studera jordliknande planeter med nästa generations teleskop. Det astronomiska instrumentet med det passande namnet Extremely Large Telescope är ett 39 diameter stort spegelteleskop som håller på att byggas i Chile av Europeiska sydobservatoriet, ESO. Teleskopet, som kommer att revolutionera vår förmåga att studera exoplaneter, beräknas vara i drift innan slutet av detta decennium.

– De här studierna av WASP-121 b är en påminnelse om hur mycket det fortfarande finns att utforska och avslöja om universum. Nästa generations teleskop kommer att ge oss otroliga insikter om kemin och dynamiken i avlägsna världar. Vi kommer att avslöja saker som vi bara kan drömma om idag, säger Bibiana Prinoth.

Studien som letts av Bibiana Prinoth presenteras i Astronomy & Astrophysics: ”Titanium chemistry of WASP-121 b with ESPRESSO in 4-UT mode” Läs studien som bifogad pdf.

Den andra studien, som letts av Julia V. Seidel vid ESO presenteras i Nature: ”Vertical structure of an exoplanet’s atmospheric jet stream”

För mer information, kontakta:

Bibiana Prinoth, doktorand vid avdelningen för astrofysik

Fysiska institutionen, Lunds universitet

072 442 03 69

bibiana.prinoth@fysik.lu.se

Presskontakt

johan.joelsson@science.lu.se

046 222 71 86