Pressmeddelande

ESO-teleskop studerar exoplanet med regnande järn

11 mars 2020, Skurup

Forskare har använt ESO: s Very Large Telescope (VLT) för att observera en extrem exoplanet där de misstänker att det regnar järn. På den ultraheta jätteplanetens dagsida är temperaturen över 2 400 grader Celsius, tillräckligt hett för att förånga metaller. Starka vindar transporterar järnångan till den svalare nattsidan där den kondenserar till järndroppar.

"Man kan säga att det förekommer kvällsregn på denna planet, fast då regn i form av järn," säger David Ehrenreich, professor vid universitetet i Genève i Schweiz. Han har lett en studie av denna exotiska exoplanet som publiceras i dag i tidskriften Nature. Exoplaneten är känd som WASP-76b och ligger på cirka 640 ljusårs avstånd i stjärnbilden Fiskarna.

Det underliga järnregnet uppstår eftersom planeten har samma rotationstid runt sin axel som omloppstiden kring sin moderstjärna, så kallad bunden rotation. Därmed förblir dess svalare nattsida i evigt mörker. På samma sätt har månen bunden rotation i relation till jorden - den visar alltid samma sida, “gubben i månen”, mot oss.

Exoplanetens dagsida tar emot  tusentals gånger mer strålning från sin moderstjärna än jorden från solen. Värmen är så stark att molekyler separeras i atomer, och metaller som järn förångas i atmosfären. Den extrema temperaturskillnaden mellan exoplanetens dag- och nattsida resulterar i kraftiga vindar som transporterar järnångan från den varma dagsidan till den svalare nattsidan, där temperaturen sjunker till cirka 1 500 grader Celsius.

Enligt den nya studien har WASP-76b inte bara vitt skilda dag- och nattemperaturer, den uppvisar också distinkta skillnader i de kemiska processerna på dag- och nattsidan. Med hjälp av det nya ESPRESSO-instrumentet på ESO: s VLT i den chilenska Atacamaöknen identifierade astronomerna för första gången kemiska variationer på en ultrahet gasjätteplanet. De upptäckte en stark signatur av järnånga vid terminatorn, där natt övergår i dag. ”Lite överraskande är det dock att vi inte ser någon järnånga på morgonsidan av planeten,” säger Ehrenreich. Enligt honom är anledningen att ”det regnar järn på nattsidan av denna extrema exoplanet”.

”Observationerna visar att järnånga är rikligt förekommande i atmosfären på den heta dagsidan av WASP-76b",tillägger Maria Rosa Zapatero Osorio, astrofysiker vid Centrum för Astrobiology i Madrid, Spanien, och ledare för ESPRESSO:s forskarlag . "En liten del av detta järn transporteras till nattsidan på grund av planetens rotation och atmosfärsvindar. I denna avsevärt svalare omgivningen kondenserar järnet och regnar ner mot lägre nivåer."

Forskningsresultatet erhölls från de allra första vetenskapliga observationerna som gjordes med ESPRESSO, i september 2018. Observationerna utfördes av det vetenskapliga konsortium som konstruerade  instrumentet, där deltagare från Portugal, Italien, Schweiz, Spanien och ESO ingår.

ESPRESSO - Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations - konstruerades ursprungligen för att söka efter jordliknande planeter runt solliknande stjärnor, men instrumentet har visat sig vara mycket mer mångsidigt. ”Vi insåg snart att den stora ljusinsamlande förmågan hos VLT och den extrema stabiliteten hos ESPRESSO utgjorde en förstklassig kombination för att studera exoplanetatmosfärer, säger Pedro Figueira, ESPRESSO-astronom vid ESO i Chile.

"Till vårt förfogande har vi nu en helt ny metod att undersöka klimatet på de mest extrema exoplaneterna," avslutar Ehrenreich.

Noter

En tidigare version av detta pressmeddelande angav felaktigt att avståndet till WASP-76 är 390 ljusår, baserat på en studie från 2016. Nyare observationer indikerar att avståndet är 640 ljusår.

Mer information

Forskningsresultatet publiceras i en artikel i tidskriften Nature.

 

ESPRESSO är resultatet av ett samarbete mellan Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (Portugal), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, CAAUL & LOLS (Portugal), INAF–Osservatorio Astronomico di Trieste and Osservatorio Astronomico di Brera (Italien), Instituto de Astrofísica de Canarias (Spanien), Physikalisches Institut der Universität Bern (Schweiz) och Université de Genève (Schweiz).

 

Forskarlaget bakom upptäckten utgörs av David Ehrenreich (Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Geneva, Schweiz [UNIGE]), Christophe Lovis (UNIGE), Romain Allart (UNIGE), María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien [CSIC-INTA]), Francesco Pepe (UNIGE), Stefano Cristiani (INAF Osservatorio Astronomico di Trieste, Italien [INAF Trieste]), Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spanien [IAC]), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto] & Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), Francesco Borsa (INAF Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Italien [INAF Brera]), Olivier Demangeon (IA/UPorto), Xavier Dumusque (UNIGE), Jonay I. González Hernández (IAC), Núria Casasayas-Barris (IAC), Damien Ségransan (UNIGE), Sérgio Sousa (IA/UPorto), Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] & Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [FCUL], Vardan Adibekyan [IA/UPorto], Michael Affolter (Physikalisches Institut & Center for Space and Habitability, Universität Bern, Schweiz [Bern]), Carlos Allende Prieto (IAC), Yann Alibert (Bern), Matteo Aliverti (INAF Brera), David Alves (IA/FCUL & FCUL), Manuel Amate (IA/UPorto), Gerardo Avila (European Southern Observatory, Garching bei München, Tyskland [ESO]), Veronica Baldini (INAF Trieste), Timothy Bandy (Bern), Willy Benz (Bern), Andrea Bianco (INAF Brera), Émeline Bolmont (UNIGE), François Bouchy (UNIGE), Vincent Bourrier (UNIGE), Christopher Broeg (Bern), Alexandre Cabral (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Calderone (INAF Trieste), Enric Pallé (IAC), H. M. Cegla (UNIGE), Roberto Cirami (INAF Trieste), João M. P. Coelho (IA/FCUL & FCUL), Paolo Conconi (INAF Brera), Igor Coretti (INAF Trieste), Claudio Cumani (ESO), Guido Cupani (INAF Trieste), Hans Dekker (ESO), Bernard Delabre (ESO), Sebastian Deiries (ESO), Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Scuola Normale Superiore, Pisa, Italien), Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste), Pedro Figueira (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & IA/UPorto), Ana Fragoso (IAC), Ludovic Genolet (UNIGE), Matteo Genoni (INAF Brera), Ricardo Génova Santos (IAC), Nathan Hara (UNIGE), Ian Hughes (UNIGE), Olaf Iwert (ESO), Florian Kerber (ESO), Jens Knudstrup (ESO), Marco Landoni (INAF Brera), Baptiste Lavie (UNIGE), Jean-Louis Lizon (ESO), Monika Lendl (UNIGE & Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Österrike), Gaspare Lo Curto (ESO Chile), Charles Maire (UNIGE), Antonio Manescau (ESO), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto & Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), Denis Mégevand (UNIGE), Andrea Mehner (ESO Chile), Giusi Micela (INAF Osservatorio Astronomico di Palermo, Italien), Andrea Modigliani (ESO), Paolo Molaro (INAF Trieste & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italien), Manuel Monteiro (IA/UPorto), Mario Monteiro (IA/UPorto & FCUP), Manuele Moschetti (INAF Brera), Eric Müller (ESO), Nelson Nunes (IA), Luca Oggioni (INAF Brera), António Oliveira (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Pariani (INAF Brera), Luca Pasquini (ESO), Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, Spanien), José Luis Rasilla (IAC), Edoardo Redaelli (INAF Brera), Marco Riva (INAF Brera), Samuel Santana Tschudi (ESO Chile), Paolo Santin (INAF Trieste), Pedro Santos (IA/FCUL & FCUL), Alex Segovia Milla (UNIGE), Julia V. Seidel (UNIGE), Danuta Sosnowska (UNIGE), Alessandro Sozzetti (INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, Pino Torinese, Italien), Paolo Spanò (INAF Brera), Alejandro Suárez Mascareño (IAC), Hugo Tabernero (CSIC-INTA & IA/UPorto), Fabio Tenegi (IAC), Stéphane Udry (UNIGE), Alessio Zanutta (INAF Brera) samt Filippo Zerbi (INAF Brera).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningartikel
• Foton på ESPRESSO
• Foton på VLT
• Mer information om ESPRESSO och hur den upptäcker exoplaneter

Kontakter

David Ehrenreich
Associate Professor at the University of Geneva
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 23 90
E-post: david.ehrenreich@unige.ch

Francesco Pepe
Professor at the University of Geneva and Principal Investigator of the ESPRESSO consortium
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 23 96
E-post: francesco.pepe@unige.ch

María Rosa Zapatero Osorio
Chair of the ESPRESSO science team at Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: +34 9 15 20 64 27
E-post: mosorio@cab.inta-csic.es

Pedro Figueira
Astronomer at ESO and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, instrument scientist of ESPRESSO
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2463 3074
E-post: pedro.figueira@eso.org

Nuno C. Santos
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto and Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 893
E-post: nuno.santos@astro.up.pt

Stefano Cristiani
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at INAF Astronomical Observatory of Trieste
Trieste, Italy
Tel: +39 040 3199220
E-post: stefano.cristiani@inaf.it

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: pio@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2005 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.