Vi har endelig fået vores første optiske blik på en exoplanet og dens atmosfære, og dreng er det et underligt sted. Planeten kaldes HR8799e, og dens atmosfære er en kompleks. HR8799e er i greb af en global storm, domineret af hvirvlende skyer af jern og silikater.
Takket være Kepler-rumfartøjet har vi opdaget en masse eksoplaneter og eksoplanetkandidater i de sidste par år. Faktisk er det næsten rutine nu. Men vi ved ikke nok om dem. Vi kan bestemme et masseområde for dem og også deres sandsynlige sammensætning og densitet, men deres atmosfæriske egenskaber er skjult for os.
Men det begynder at ændre sig.
Vi kan takke Det Europæiske Sydlige Observatorium (ESO) for dette kig på en fjern exoplanet. De brugte deres GRAVITY-instrument på deres Very Large Telescope Interferometer for at få den første direkte observation af en exoplanet. Dette er ikke et reelt billede af planeten, men et optisk spektrum af atmosfæren, og et, der er meget mere detaljeret end noget andet, vi har set tidligere.
HR8799e er en såkaldt "super-Jupiter" og dens i modsætning til enhver planet i vores solsystem. Det er en gasgigant, der er omkring 5 til 10 gange så massiv som Jupiter, der kredser om en stjerne omkring 129 lysår væk. Hvis det var i vores solsystem, ville dens bane være mellem Saturn og Uranus. Det er også en ung planet, kun omkring 30 millioner år gammel. Og HR8799e er stadig meget varm.
Planeten er dybest set en varm, ung baby, og forskere mener, at den kunne åbne et vindue i dannelsen af planeter og solsystemer. Det er et fjendtligt sted, så vidt livet går. Det er stadig varmt fra det blev dannet, og det har en kraftig drivhuseffekt. Det er en dødelig 1000 grader celsius.
Men dets beboedygtighed eller ikke-vane er ikke det, der er vigtigt her.
”Dette maler et billede af en dynamisk atmosfære af en kæmpe exoplanet ved fødslen, der gennemgår komplekse fysiske og kemiske processer.”
Sylvestre Lacour, forsker ved Observatoire de Paris og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.
Dette er første gang, vi har lært så meget detaljer om en exoplanet, og det hele skyldes VLTs interferometer og det vedhæftede GRAVITY-instrument. Billedet er ti gange så detaljeret som alle tidligere observationer, der gjorde det muligt for astronomer at opdage nogle overraskelser.
Det detaljerede spektrum af HR8799e viste, at atmosfæren indeholder skyer af jern og silikatstøv. Det indeholder også mere kulilte end metan, hvilket er forvirrende.
”Vores analyse viste, at HR8799e har en atmosfære, der indeholder langt mere kulilte end metan - noget som ikke forventes fra ligevægtskemi,” forklarer teamleder Sylvestre Lacour-forsker CNRS ved Observatoire de Paris - PSL og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. ”Vi kan bedst forklare dette overraskende resultat med høje lodrette vinde i atmosfæren, der forhindrer kulilte i at reagere med brint til dannelse af metan.”
Hvad Lacour siger, er, at forventede kemiske reaktioner, der involverer kulilte og metan, ikke forekommer som forventet, og at atmosfæren som et resultat ikke er i balance. Han antyder, at høje lodrette vinde forhindrer de to i at blande og reagere.
Skyerne af jern og silikatstøv er også forvirrende. Ifølge en pressemeddelelse antyder jern og silikat, kombineret med de høje niveauer af kulilte, at HR8799es atmosfære er indblandet i en kraftig storm.
Generelt afsløres exoplaneten som en meget ung planet med en kompleks atmosfære, der gennemgår en masse ændringer, og som ikke er i nærheden af nogen form for stabil tilstand.
”Vores observationer antyder en kugle af gas oplyst fra det indre med stråler af varmt lys der hvirvler gennem stormfulde pletter med mørke skyer,” uddyber Lacour. ”Konvektion bevæger sig rundt i skyerne af silikat og jernpartikler, som adskiller sig og regner ned i det indre. Dette maler et billede af en dynamisk atmosfære af en kæmpe exoplanet ved fødslen, der gennemgår komplekse fysiske og kemiske processer. ”
Dette er et spændende resultat for ESO, VLT-I og for GRAVITY. GRAVITY er allerede ansvarlig for noget andet banebrydende arbejde, herunder dets observation af gas, der hvirvler omkring et sort hul med 30% lysets hastighed.
Forhåbentlig bruger de det til at tegne flere eksoplaneter. Og så videre.
