Ловът за екзопланети предизвика много увлекателни казуси. Например, проучванията са разкрили много „горещи юпитери“, газови гиганти, които са сходни по размер с Юпитер, но орбитират много близо до своите слънца. Този конкретен тип екзопланета е предизвикал интерес за астрономите, главно защото тяхното съществуване предизвиква конвенционалното мислене за това къде могат да съществуват газови гиганти в звездна система.
Следователно защо международен екип, воден от изследователи от Европейската южна обсерватория (ESO), използва много големия телескоп (VLT), за да разгледа по-добре WASP-19b, горещ Юпитер, разположен на 815 светлинни години от Земята. В хода на тези наблюдения те забелязали, че атмосферата на планетата съдържа следи от титанов оксид, което прави това за първи път, когато това съединение е открито в атмосферата на газов гигант.
Изследването, което описва техните открития, озаглавено „Откриване на титанов оксид в атмосферата на горещ Юпитер“, наскоро се появи в научното списание Nature.Воден от Elyar Sedaghati - скорошен възпитаник на Техническия университет в Берлин и сътрудник в Европейската южна обсерватория - екипът използва данни, събрани от масива VLT в продължение на една година, за да проучи WASP-19b.
Както всички горещи юпитери, WASP-19b има приблизително същата маса като Юпитер и орбитира много близо до слънцето си. Всъщност орбиталният му период е толкова кратък - само 19 часа -, че температурите в атмосферата му се достигат до 2273 К (2000 ° C; 3632 ° F). Това е над четири пъти по-горещо от Венера, където температурите са достатъчно горещи, за да се стопи олово! Всъщност температурите на WASP-19b са достатъчно горещи, за да се разтопят силикатни минерали и платина!
Изследването разчита на инструмента FOcal редуктор / ниска дисперсия Spectrograph 2 (FORS2) на VLT, мултимодален оптичен инструмент, способен да извършва изображения, спектроскопия и изследване на поляризирана светлина (поляриметрия). Използвайки FORS2, екипът наблюдава наблюдателността на планетата пред нейната звезда (известна още като транзит), която разкри ценни спектри от нейната атмосфера.
След внимателно анализиране на светлината, преминала през мътните му облаци, екипът беше изненадан да открие следи от титаниев оксид (както и натрий и вода). Както Elyar Sedaghati, който прекара 2 години като студент в ESO, за да работи по този проект, каза за откритието в съобщение за пресата на ES:
“Откриването на такива молекули обаче не е просто подвиг. Не само се нуждаем от данни с изключително качество, но и трябва да извършим сложен анализ. Използвахме алгоритъм, който изследва много милиони спектри, обхващащи широк спектър от химически състави, температури и свойства на облаци или мъгла, за да направим нашите заключения.”
Титановият оксид е много рядко съединение, за което се знае, че съществува в атмосферите на хладни звезди. В малки количества той действа като топлинен абсорбатор и следователно вероятно е отчасти отговорен за WASP-19b, който изпитва толкова високи температури. В достатъчно големи количества, той може да предотврати навлизането на топлина или изтичане в атмосфера, причинявайки това, което е известно като термична инверсия.
Това е явление, при което температурите са по-високи в горната атмосфера и по-надолу по-надолу. На Земята озонът играе подобна роля, предизвиквайки инверсия на температурите в стратосферата. Но при газовите гиганти това е обратното на това, което обикновено се случва. Докато Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун изпитват по-ниски температури в горните си атмосфери, температурите са много по-горещи по-близо до сърцевината поради увеличаване на налягането.
Екипът смята, че присъствието на това съединение може да има съществен ефект върху температурата, структурата и циркулацията на атмосферата. Нещо повече, фактът, че екипът успя да открие това съединение (първо за изследователи на екзопланети), е показател за това как изследванията на екзопланетите постигат нови нива на детайлност. Всичко това вероятно ще окаже дълбоко влияние върху бъдещите проучвания на атмосферата на екзопланети.
Изследването също не би било възможно, ако не беше инструментът FORS2, който беше добавен към VLT масива през последните години. Както коментира Анри Бофин, учен с инструментариум, който ръководи проекта за обновяване, коментира:
“Това важно откритие е резултат от обновяването на инструмента FORS2, който беше направен точно за тази цел. Оттогава FORS2 се превърна в най-добрият инструмент за извършване на този вид проучвания от земята.”
Погледът напред е ясно, че откриването на метални оксиди и други подобни вещества в атмосферата на екзопланета също ще позволи създаването на по-добри атмосферни модели. Имайки предвид това, астрономите ще могат да проведат далеч по-подробни и точни изследвания на екзопланетните атмосфери, което ще им позволи да преценят с по-голяма сигурност дали някой от тях е обитаем или не.
Така че, докато тази последна планета няма шанс да поддържа живота - ще имате по-голям късмет да намерите ледени кубчета в пустинята Гоби! - откриването му може да помогне да се насочи пътя към обитаемите екзопланети в бъдеще. На стъпка по-близо до намирането на свят, който би могъл да поддържа живота или евентуално онази неуловима Земя 2.0!
