Pressemeddelelse

Barium er det tungeste grundstof indtil nu opdaget i en exoplanetatmosfære

13. oktober 2022

Barium er nu det tungeste grundstof, som er fundet i atmosfæren om en exoplanet. Det er sket med European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT). Astronomerne blev overraskede over at finde barium højt oppe i atmosfæren på de to ultravarme gaskæmper WASP-76 b og WASP-121 b. Det er exoplaneter, som kredser om stjerner langt fra vores eget Solsystem, og opdagelsen åbner mange spørgsmål om, hvad der mon ellers foregår i disse specielle atmosfærer.

"Det er gådefuldt og uventet, at der findes et så tungt grundstof i de øvre lag i disse planetatmosfærer," siger Tomás Azevedo Silva, som er PhDstuderende ved University of Porto og ved Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) i Portugal. Han har stået for den forskning, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

WASP-76 b og WASP-121 b er ikke to helt almindelige exoplaneter. De er begge af typen ultravarme jupiterlignende, og deres størrelser er sammenlignelige med Jupiter, men de har meget højere overfladetemperaturer; over 1000°C. Det skyldes, at de kredser meget tæt om deres værtsstjerner, og det betyder så også, at de kommer en gang rundt om stjernerne på kun en til to døgn. Hermed får den type planeter en række ret så eksotiske forhold. For eksempel mener astronomerne, at det på WASP-76 b  regner med jern.

Men alligevel var det en overraskelse for forskerne at finde barium, som er 2,5 gange tungere end jern i de øvre atmosfærer for både WASP-76 b og WASP-121 b. "Når man tager planeternes store tyngdekraft i betragtning, ville vi forvente, at tunge grundstoffer som barium hurtigt ville falde ned i de lavere atmosfærelag," forklarer medforfatteren Olivier Demangeon, som også arbejder ved Portos Universitet og IA.

"Det her var for så vidt en 'tilfældig' opdagelse," siger Azevedo Silva. "Vi forventede ikke, og vi søgte slet ikke efter barium specielt, og vi var nødt til at dobbelttjekke at det her virkelig var data, som kom fra planeterne, fordi det aldrig før er set ved en exoplanet."

Det, at barium blev fundet i atmosfæren på begge disse ultravarme jupiterplaneter giver en antydning om, at denne type planeter måske er endnu mærkeligere, end man tidligere har troet. Selvom vi til tider ser barium på himlen her hos os, fordi den klare grønne farve i fyrværkeri skyldes det grundstof, er spørgsmålet for forskerne mere, hvilke naturlige processer, der kan få det her tunge grundstof til at optræde så højt oppe i disse exoplanetatmosfærer. "For øjeblikket er vi ikke sikre på, hvad mekanismerne er," forklarer Demangeon.

De varme jupiter-lignende exoplaneter er yderst nyttige, når man vil studere atmosfærerne om exoplaneter. Som Demangeon forklarer: "Det er gasplaneter, og de er varme, så deres atmosfærer er meget tykke, og derfor er de nemmere at observere end de, som måtte findes om mindre og mere kølige planeter."

Det, at bestemme sammensætningen af en exoplanets atmosfære kræver meget specialiseret udstyr. Forskerholdet brugte instrumentet  ESPRESSO på ESOs VLT i Chile til at analysere stjernelys, som er blevet filtreret ved at passere igennem atmosfærerne på WASP-76 b og WASP-121 b. Det er den metode, som har gjort det muligt tydeligt at finde adskillige grundstoffer, blandt andre dette barium.

De nye resultater her viser, at vi kun lige har kradset i overfladen til de gåder, som exoplaneterne gemmer på. Med fremtidens instrumenter, som for eksempel ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), en højopløsnings echelle-spektrograf, som bliver monteret på ESOs kommende Extremely Large Telescope (ELT), vil astronomerne kunne studere atmosfærerne både på store og små exoplaneter, inklusive klippeplaneter som ligner Jorden, og dermed kommer man til at lære meget mere om disse fremmede verdener.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “Detection of Barium in the atmospheres of ultra-hot gas giants WASP-76b & WASP-121b” i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202244489).

Forskerholdet består af T. Azevedo Silva (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto, CAUP] and Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), O. D. S. Demangeon (IA/UPorto, CAUP and FCUP), N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP and FCUP), R. Allart (Department of Physics, and Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Canada and Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Schweitz [UNIGE]), F. Borsa (INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Italien) , E. Cristo (IA/UPorto, CAUP and FCUP) , E. Esparza-Borges (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien [IAC] and Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, Spanien [IAC-ULL]) , J. V. Seidel (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]) , E. Palle (IAC) , S. G. Sousa (IA/UPorto), H. M. Tabernero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spanien [CSIC-INTA]), M. R. Zapatero Osorio (CSIC-INTA), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Italien [INAF Trieste]), F. Pepe (UNIGE) , R. Rebolo (IAC and IAC-ULL) , V. Adibekyan (IA/UPorto and FCUP), Y. Alibert (Physikalisches Institut, University of Bern,, Schweitz), S. C. C. Barros (IA/UPorto and FCUP), V. Bourrier (UNIGE) , P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D’Odorico (INAF Trieste, Scuola Normale Superiore, Italien and Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italien [IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE and Centre Vie dans l’Univers, Faculté des sciences de l’Université de Genève, Schweitz), P. Figueira (UNIGE and IA/UPorto), J. I. González Hernández (IAC and Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica, Spanien), C. J. A. P. Martins (UA/UPorto and Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), A. Mehner (ESO Chile) , G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italien), P. Molaro (INAF Trieste and IFPU), D. Mounzer (UNIGE), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa and Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal), A. Sozzetti (INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino, Italien), A. Suárez Mascareño (IAC and IAC-ULL), and S. Udry (UNIGE).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden oversigtsteleskoper som for eksempel VISTA, som opererer i det infrarøde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• Mere om  ESOs Extremely Large Telescope
• For journalister: modtag pressemeddelelser under embargo på dit eget sprog
• For forskere: har du en god historie, så giv os et tip!

Kontakter

Tomás Azevedo Silva
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Email: Tomas.Silva@astro.up.pt

Olivier Demangeon
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 855
Email: olivier.demangeon@astro.up.pt

Nuno Santos
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Email: Nuno.Santos@astro.up.pt

María Rosa Zapatero Osorio
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Email: mosorio@cab.inta-csic.es

Hugo Tabernero
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Email: htabernero@cab.inta-csic.es

Jonay González Henández
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, Spain
Email: jonay@iac.es

Alejandro Suárez Mascareño
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, Spain
Email: alejandro.suarez.mascareno@iac.es

Paolo Molaro
INAF Osservatorio Astronomico di Trieste
Trieste, Italy
Email: paolo.molaro@inaf.it

Baptiste Lavie
University of Geneva
Geneva, Switzerland
Email: Baptiste.Lavie@unige.ch

Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6176
Email: press@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2213 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.