Forskare vid det svenska Institutet för Rymdfysik (IRF) i Kiruna har hittat en trolig förklaring till de snabba väteatomer som Hubbleteleskopet observerade kring exoplaneten HD 209458b år 2003. Upptäckten är gjord i samarbete med forskare från Frankrike, Schweiz, Italien och Österrike.

Bild: Jörgen Medman, KRAUZ & Co, NASA (JPL-Caltech, STEREO, STScI.
Ungefär såhär kan det tänkas se ut när HD 209458b förlorar sin atmosfär och vätet strömmar ut i rymden som en kometsvans. (Bild: Jörgen Medman, KRAUZ & Co, NASA (JPL-Caltech, STEREO, STScI.))

Vi tog kontakt med Mats Holmström på IRF i Kiruna, huvudförfattare till den kommande artikeln i Nature:

Först och främst vill du kanske själv säga några ord om hur upptäckten gått till, och vad den kan få för tillämpningar?
— Det är en ny tolkning av en observation som gjordes med Hubble-teleskopet 2003. Då såg man hur UV-spektrat från stjärnan dämpades när planeten passerade framför stjärnan. Från det kunde man dra slutsatsen att det fanns ett moln av väteatomer kring planeten. Dämpningen av spektrumet visade även att atomerna hade hög hastighet (över 100 km/s).
– Detta har förklarats genom att planetens atmosfär är så varm att den expanderar ut i rymden, samt att väteatomerna ytterligare accelereras av strålningstrycket från stjärnan. Vår idé var att de snabba väteatomerna inte alls härrör från atmosfärens expansion, utan istället bildas från stjärnvinden.
– När protoner i stjärnvinden kolliderar med väteatomer i övre delen av planetens atmosfär kan protonen ta upp en elektron (laddningsutbyte) och en s.k. energirik neutral atom (ENA) bildas. Det är alltså dessa ENAs som observerats av Hubble enligt vår hypotes.
– Eftersom dessa ENA bildas av stjärnvindsprotoner kan man från deras observerade hastigheter uppskatta stjärnvindens temperatur och hastighet. Något som inte varit möjligt tidigare så pass nära en stjärna.

Ni har alltså sett samma process i vårt eget solsystem som Hubble sett runt HD 209458; är det bara runt jorden eller också runt andra planeter i solsystemet som ni observerat detta?
– Dessa snabba väteatomer, ENAs, har observerats kring alla planeter där mätinstrument funnits. Kring Jorden, Venus och Mars. Det är därför bara naturligt att samma processer sker vid planeter kring andra stjärnor.

Vilka satelliter/observatorier har använts då ni studerat solsystemet?
– Vi byggde det första satellitinstrumentet som observerade ENAs, ombord på ASTRID som skickades upp 1995 i bana kring Jorden.
– Just nu har vi ENA-detektorer i bana kring jorden (NUADO på Double Star), Venus (ASPERA-4 på Venus Express) och Mars (ASPERA-3 på Mars Express) (Se denna länk för en sammanfattning). Vi bygger även instrument som ska skickas till månen (Chandrayaan-1) och Merkurius (BepiColombo).

Stort tack alltså till Mats Holmström!

Planeten är ungefär lika stor som Jupiter, men befinner sig mycket nära stjärnan HD 209548; ungefär som en åttondel av avståndet mellan Merkurius och solen. HD 209548 liknar vår sol, och befinner sig cirka 150 ljusår bort i stjärnbilden Pegasus.

Resultaten presenteras idag i Nature.