Vi har endelig fått vårt første optiske blikk på en eksoplanett og dens atmosfære, og gutten er det et rart sted. Planeten kalles HR8799e, og atmosfæren er en kompleks. HR8799e er i grep av en global storm, dominert av virvlende skyer av jern og silikater.
Takket være Kepler-romfartøyet har vi oppdaget mange eksoplaneter og eksoplanettkandidater de siste årene. Faktisk er det nesten rutinemessig nå. Men vi vet ikke nok om dem. Vi kan bestemme et massespekter for dem og også deres sannsynlige sammensetning og tetthet, men deres atmosfæriske egenskaper er skjult for oss.
Men det begynner å endre seg.
Vi kan takke European Southern Observatory (ESO) for dette blikket på en fjern exoplanet. De brukte GRAVITY-instrumentet på Very Large Telescope Interferometer for å få den første direkte observasjonen av en exoplanet. Dette er ikke et reelt bilde av planeten, men et optisk spekter av atmosfæren, og et som er mye mer detaljert enn noe vi har sett tidligere.
HR8799e er en såkalt “super-Jupiter” og dens ulikt noen planet i vårt solsystem. Det er en gassgigant som er rundt 5 til 10 ganger så massiv som Jupiter, og kretser rundt en stjerne omtrent 129 lysår unna. Hvis det var i vårt solsystem, ville bane mellom Saturn og Uranus. Det er også en ung planet, bare rundt 30 millioner år gammel. Og HR8799e er fremdeles veldig varm.
Planeten er i utgangspunktet en het, ung baby, og forskere tror den kan åpne et vindu i dannelsen av planeter og solsystemer. Det er et fiendtlig sted, så langt livet går. Det er fortsatt varmt fra da det ble dannet, og det har en kraftig drivhuseffekt. Det er en dødelig 1000 grader celsius.
Men dens levedyktighet, eller ikke-vane, er ikke det som er viktig her.
"Dette maler et bilde av en dynamisk atmosfære av en gigantisk eksoplanett ved fødselen og gjennomgår komplekse fysiske og kjemiske prosesser."
Sylvestre Lacour, forsker ved Observatoire de Paris og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.
Dette er første gang vi har lært så mye detaljer om en exoplanet, og det hele er takket være VLTs interferometer og det vedlagte GRAVITY-instrumentet. Bildet er ti ganger så detaljert som alle tidligere observasjoner, noe som gjorde at astronomer kunne oppdage noen overraskelser.
Det detaljerte spekteret av HR8799e viste at atmosfæren inneholder skyer av jern og silikatstøv. Den inneholder også mer karbonmonoksid enn metan, noe som er rart.
"Analysen vår viste at HR8799e har en atmosfære som inneholder langt mer karbonmonoksid enn metan - noe som ikke forventes fra likevektskjemi," forklarer teamleder Sylvestre Lacour-forsker CNRS ved Observatoire de Paris - PSL og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. "Vi kan best forklare dette overraskende resultatet med høye vertikale vinder i atmosfæren som hindrer karbonmonoksid i å reagere med hydrogen for å danne metan."
Det Lacour sier er at forventede kjemiske reaksjoner som involverer karbonmonoksid og metan ikke forekommer som forventet, og at atmosfæren ikke er i likevekt. Han antyder at høye vertikale vinder hindrer de to i å blande seg og reagere.
Skyene av jern og silikatstøv er også forvirrende. I følge en pressemelding antyder jern og silikat, kombinert med de høye nivåene av karbonmonoksid, at HR8799es atmosfære er omsluttet av en kraftig storm.
Totalt sett avsløres eksoplaneten som en veldig ung planet med en sammensatt atmosfære som gjennomgår mye endringer, og som ikke er i nærheten av noen form for stabil tilstand.
"Våre observasjoner antyder en gassball som er opplyst fra interiøret, med stråler av varmt lys som virvler gjennom stormende flekker av mørke skyer," utdyper Lacour. “Konveksjon beveger seg rundt skyene av silikat og jernpartikler, som blir samlet og regner ned i interiøret. Dette maler et bilde av en dynamisk atmosfære av en gigantisk eksoplanett ved fødselen, og gjennomgår komplekse fysiske og kjemiske prosesser. ”
Dette er et spennende resultat for ESO, VLT-I og for GRAVITY. GRAVITY er allerede ansvarlig for noe annet banebrytende arbeid, inkludert observasjon av gass som virvler rundt et svart hull med 30% lysets hastighet.
Forhåpentligvis bruker de det til å avbilde flere eksoplaneter. Og så videre.
