Vad är det för väder 900 ljusår bort? Med hjälp av observationer från Esos Very Large Telescope (VLT) har forskare för första gången kunnat besvara den frågan. Det är exoplaneten WASP-121 b, även känd som Tylos, som legat under kosmisk lupp och fått sitt minst sagt våldsamma klimat undersökt. Detta har gjorts möjligt genom att kombinera VLT:s individuella teleskop på ett nytt sätt.
Huvudrollen bakom de detaljerade mätningarna spelas av Espresso, ett instrument som sitter monterat på VLT:s plattform. Det används vanligtvis tillsammans med ett av VLT:s fyra teleskop och har som uppgift att separera ljusets alla våglängder för att kunna analysera dess ursprung. Den här gången har Espresso kopplats till VLT:s alla fyra teleskop, vilket dramatiskt ökat upplösningen och alltså gjort det möjligt att analysera olika lager i atmosfären hos den utvalda exoplaneten.
– Det största genombrottet är den detaljrikedom vi kan uppnå vid studier av exoplaneters atmosfärer på så stora avstånd, säger Bibiana Prinoth, doktorand vid Lunds Universitet och huvudförfattare till en av artiklarna som rör de nya upptäckterna.
– Men det är inte bara avståndet som har betydelse; det är också värdstjärnans ljusstyrka som avgör om vi kan observera planeten runt den. Med den högre upplösningen kunde vi spåra tre atmosfäriska beståndsdelar; väte i de högsta lagren, natrium i de mellersta samt järn längst ner.
Genom analysen kunde tydliga vindar i de olika lagren identifieras och användas för att skapa en tredimensionell karta över planetens atmosfär. En jetström får material att rotera runt ekvatorn och röra sig över halva planeten med en allt snabbare hastighet. Detta skapar våldsamma vindar som pressar atmosfären utåt.
Detta är bara början
På frågan om vad denna teknik kan innebära för framtiden, speciellt med det kommande Extreme Large Telescope (ELT) i åtanke, svarar Prinoth:
– Våra observationer ligger nu på gränsen till vad som är möjligt. Genom att kombinera alla fyra teleskop så har vi skapat ett ”mini-ELT” motsvarande ett teleskop på 16 meter, att jämföras med ELTs 39 meter. Detta gav oss en smygtitt på vad som komma skall när ELT är i bruk. ELTs enorma spegel kommer ha stor betydelse inom området. Den kommer göra det möjligt för oss att studera även ljussvaga planeter och inte bara de hetaste gasjättarna.
Med den nya tekniken kommer ELT kunna observera även svagare signaler från atmosfärer, vilket inkluderar även subtila molekylära signaturer som nu ligger bortom vad VLT kan nå. Fångas de molekylära strukturerna upp då kan vädermönster analyseras och mycket avlägsna atmosfärer kan studeras med en otrolig detaljrikedom.
Enligt Prinoth finns det mycket att se fram emot:
– Vi skrapar bara på ytan till vad som finns att upptäcka! Detta är bara början.
Mer om detta finns att läsa i följande artiklar:
Titanium chemistry of WASP-121 b with ESPRESSO in 4-UT mode av Bibiana Prinoth et al, Lunds universitet.
Vertical structure of an exoplanet’s atmospheric jet stream av Julia Victoria Seidel et al, ESO i Chile.
