I en studie ledd av en ung forskare vid Lunds universitet har man kollat extra noggrant på den heta exoplaneten WASP-189b och upptäckt flera ämnen, bland annat titanoxid, som föreslås likna ozon. Studien visar sig vara ett viktigt steg mot att förstå den tredimensionella strukturen hos exoplanetatmosfärer, menar forskarna.
WASP-189b är en ultrahet Jupiter-liknande planet, som med sitt korta år på knappt 3 dagar har en yttemperatur närmre 3200 grader celsius. Den är därför en av de varmaste exoplaneter som upptäckts, och ett bra ställe att börja för att försöka förstå atmosfärer hos exoplaneter, enligt doktoranden Bibiana Prinoth vid Lunds universitet, som har lett forskningsstudien publicerad i Nature Astronomy.
– Allting är sönderdelat vid så pass höga temperaturer att det knappt bör finnas några molekyler, utan det mesta bör finnas i atomiskt eller joniserat tillstånd, vilket är lättare att mäta, säger Bibiana Prinoth.
När en exoplanet med atmosfär passerar framför sin stjärna blir planetens atmosfär upplyst, vilket gör att vi här på jorden kan observera atmosfären och undersöka vad den består av. Detta är dock lättare sagt än gjort, och för att studera atmosfären måste man inte bara få till sin timing väl, utan även veta vad man ska leta efter, något som Bibiana Prinoth, har bra koll på.
– Vi har sammanlagt fem högupplösta observationer av WASP-189b, för att ha ett så pass säkert underlag som möjligt att jobba med, säger hon.
Trots det hittade hon vid första anblick ingenting intressant hos planeten, och var beredd att acceptera att det vid dessa höga temperaturer kanske inte finns några intressanta ämnen att detektera.
– Men efter att ha gjort mitt absolut bästa med att städa bort stjärnans spektrum från planetens så lyckades jag faktiskt få otroligt starka signaler, berättar hon.
Hon använder sig av en teknik där planetens spektrum matchas mot spektrum av specifika ämnen producerade i labb. När hon lyckas pussla ihop labbspektrumet och hastigheten av planeten i sin omloppsbana, samtidigt som hon maskerar ut stjärnans spektrum, kan hon få ut signalen av ämnet i planetatmosfären. Framförallt är hon upprymd över upptäckten av molekylen titanoxid, TiO, som för första gången har detekteras med så pass hög säkerhet, tack vare de högupplösta data som använts i studien.
– Titanoxid skulle kunna fungera ungefär som ozon gör här på jorden. I normala fall antar man att temperaturen minskar högre upp i atmosfären, men när UV-strålning reagerar med ozon uppstår en temperaturökning, förklarar Bibiana Prinoth, och fortsätter:
– På samma sätt skulle titanoxid kunna öka temperaturen i de övre lagren hos dessa ultra-heta planeter, vilket innebär att vi måste börja betrakta dessa atmosfärer för vad de egentligen är: tredimensionella.
Bildkälla: Bibiana Prinoth
Vanligtvis brukar forskare använda endimensionella modeller för att analysera atmosfärerna, men Bibiana Prinoth menar att det relativt unga forskningsfältet nu måste ta ett stormsteg framåt.
– Vi ser skiftningar i signalerna i många av ämnena vi upptäckt, vilket skulle kunna vara ett tecken på vindar i atmosfären. Att vi kan detektera vindar i något som är över 300 ljusår bort är för mig helt otroligt, säger hon.
Hon är tydlig med att lyfta alla forskares bidrag till studien, och hyllar framförallt sin handledare, Jens Hoeijmakers vid Lunds universitet, för all guidning längs vägen.
– Detta är min första vetenskapliga artikel, så det känns som att jag kastats ut på djupt vatten, men det har funnits många omkring mig som har hjälp mig att simma, berättar hon.
Men hon känner sig inte riktigt klar med WASP-189b än. Hon har redan observerat planeten igen med ännu högre upplösning, och samarbetar med modellerare för att få en djupare förståelse för atmosfären.
– Astronomi är en blandning av olika vetenskaper, och det känns kul att få utforska det mer, framförallt kemin, säger Bibiana Prinoth.
Artikeln, publicerad i Nature Astronomy, går att finna här.
