Eksoplaneetide jaht on teinud palju põnevaid juhtumianalüüse. Näiteks on uuringute tulemusel ilmnenud paljud „kuumad Jupiterid” - gaasihiiglased, mis on Jupiteriga sarnased, kuid tiirlevad päikese lähedal. See konkreetne eksoplaneedi tüüp on astronoomidele huvi pakkunud peamiselt seetõttu, et nende olemasolu seab kahtluse alla tavapärase mõtlemise sellele, kus tähesüsteemis võivad paikneda gaasihiiglased.
Seetõttu kasutas Euroopa lõunaobservatooriumi (ESO) teadlaste juhitud rahvusvaheline meeskond väga suurt teleskoopi (VLT), et saada parem ülevaade WASP-19b - Kuum Jupiter, mis asub Maast 815 valgusaasta kaugusel. Nende vaatluste käigus märkasid nad, et planeedi atmosfäär sisaldas titaanoksiidi jälgi, mistõttu on see ühend esimest korda avastatud gaasihiiglase atmosfääris.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas nende järeldusi kirjeldav uuring pealkirjaga “Titaanoksiidi tuvastamine kuuma Jupiteri atmosfääris” Loodus.Elyar Sedaghati - hiljuti Berliini tehnikaülikooli lõpetanud ja Euroopa lõunaobservatooriumi kaasõpilase - juhtimisel kasutas meeskond WASP-19b uurimiseks aasta jooksul VLT massiivi kogutud andmeid.
Nagu kõigil kuumadel Jupiteritel, on ka WASP-19b-l umbes sama mass kui Jupiteril ja see tiirleb päikese lähedal. Tegelikult on selle orbitaalperiood nii lühike - kõigest 19 tundi -, et tema atmosfääris tõuseb temperatuur tõenäoliselt 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). See on üle nelja korra nii kuum kui Veenus, kus temperatuur on plii sulamiseks piisavalt kuum! Tegelikult on WASP-19b temperatuurid piisavalt kuumad, et sulatada silikaatmineraalid ja plaatina!
Uuring tugines FLT-reduktorile / madala dispersiooniga spektrograafile 2 (FORS2) VLT-l - mitmerežiimilisel optilisel instrumendil, mis on võimeline teostama pildistamist, spektroskoopiat ja polariseeritud valguse (polarimeetria) uurimist. Kasutades FORS2, jälgis meeskond, kes vaatles planeeti selle tähe ees (aka tegi transiiti), mis paljastas atmosfääri väärtuslikud spektrid.
Pärast selle hägustest pilvedest läbi valguse põhjalikku analüüsimist leiti meeskonnale üllatusena titaanoksiidi (aga ka naatriumi ja vee) jäljendatud kogused. Nagu Elyar Sedaghati, kes veetis kaks aastat ESO-s üliõpilasena selle projekti kallal, rääkis avastus ES-i pressiteates:
“Selliste molekulide tuvastamine pole siiski lihtne iseloom. Me ei vaja mitte ainult erakordse kvaliteediga andmeid, vaid peame ka viima läbi keeruka analüüsi. Meie järelduste tegemiseks kasutasime algoritmi, mis uurib mitmeid miljoneid spektreid, mis hõlmavad mitmesuguseid keemilisi kompositsioone, temperatuure ning pilve- või hägususe omadusi.”
Titaanoksiid on väga haruldane ühend, mis teadaolevalt eksisteerib jahedate tähtede atmosfääris. Väikestes kogustes toimib see soojust neelavana ja on seetõttu tõenäoliselt osaliselt vastutav WASP-19b sellise kõrge temperatuuri käes. Piisavalt suurtes kogustes võib see takistada soojuse atmosfääri sisenemist või sellest väljumist, põhjustades termilise inversiooni.
See on nähtus, kus temperatuurid on atmosfääris kõrgemad ja madalamal madalamal. Maal mängib osoon sarnast rolli, põhjustades stratosfääris temperatuuride pöördumise. Kuid gaasigigaanide puhul on see vastupidine sellele, mis tavaliselt juhtub. Kui Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni temperatuurid on ülemises keskkonnas külmemad, siis rõhu suurenemise tõttu on temperatuurid tuumale lähemal palju kuumemad.
Meeskond usub, et selle ühendi olemasolul võib olla oluline mõju atmosfääri temperatuurile, struktuurile ja ringlusele. Veelgi enam, asjaolu, et meeskond suutis selle ühendi tuvastada (esimene eksoplaneedi teadlaste jaoks), näitab, kuidas eksoplaneedi uuringud saavutavad uue detailsuse taseme. Sellel kõigel on tõenäoliselt sügav mõju eksoplaneedi atmosfääri tulevastele uuringutele.
Uuring poleks samuti olnud võimalik, kui see poleks FORS2 instrumendi jaoks, mis lisati viimastel aastatel VLT massiivi. Nagu renoveerimisprojekti juhtinud instrumenditeadlane Henri Boffin kommenteeris:
“See oluline avastus on FORS2 instrumendi ümberehituse tulemus, mis tehti täpselt sel eesmärgil. Sellest ajast alates on FORS2 saanud parimaks vahendiks sedalaadi uuringute tegemiseks maapinnast.”
Vaadates tulevikku, on selge, et metallioksiidide ja muude sarnaste ainete tuvastamine eksoplaneedi atmosfääris võimaldab luua ka paremaid atmosfäärimudeleid. Nende abil saavad astronoomid viia eksoplaneedi atmosfääri kohta läbi palju üksikasjalikumaid ja täpsemaid uuringuid, mis võimaldavad neil suurema kindlusega hinnata, kas mõni neist on elamiskõlblik või mitte.
Ehkki sellel viimasel planeedil pole võimalust elu toetada - oleks teil parem õnne leida Gobi kõrbes jääkuubikud! - selle avastamine võib tulevikus aidata suunata asustatavate eksoplaneetide poole. Astuge sammukese lähemale maailma leidmisele, mis toetaks elu, või võib-olla sellele tabamatule Maale 2.0!
