Jonathan Brande, doktorand vid ExoLab vid University
of Kansas har nyligen publicerat nya forskningsresultat i den vetenskapliga
tidskriften The Astrophysical Journal Letters som visar atmosfäriska detaljer av
15 exoplaneter av Neptunusliknande slag. Även om ingen av planeterna kan anses som
livsvänliga kan en bättre förståelse av dem hjälpa oss att förstå varför vi
inte har en Neptunusliknande planet ( i
storlek som Neptunus men stenplanet lik jorden) nära vår sol likt många andra
solsystem ses ha.
– Under de senaste åren vid University of Kansas har
mitt fokus varit att studera exoplaneters atmosfärer genom en teknik som kallas
transmissionsspektroskopi, beskriver Brande och beskriver det som att "När en planet passerar, vilket innebär
att den rör sig mellan vårt siktfält och stjärnan den kretsar kring passerar
ljus från stjärnan genom planetens atmosfär och absorberas av de gaser som
finns där. Genom att undersöka detta ljus från stjärnan och låta ljuset passera
genom en spektrograf vilket kan ses som att låta ljus passera genom en prisma –
observeras en regnbåge och de skilda färgerna i denna avslöjar skilda
grundämnen. Utifrån ljusstyrka eller ljussvaghet i spektrumet avslöja gaserna och dess mängd som absorberar ljus i exoplanetens atmosfär.
Med denna metodik publicerade Brande för flera år
sedan en artikel om den "varma Neptunus" exoplaneten TOI-674 b, där
han presenterade observationer som indikerade närvaro av vattenånga i TOI-674 b
atmosfär. Dessa observationer var en del av ett bredare program som leddes av
Brandes rådgivare Ian Crossfield, docent i fysik och astronomi vid KU med
syftet att observera atmosfärer hos exoplaneter av Neptunusstorlek. Den nyligen
publicerade artikeln sammanfattar observationer från det programmet och
innehåller även data från ytterligare observationer och diskuterar varför vissa
planeter verkar molniga medan andra inte ses ha moln. Brande och hans
medförfattare noterade särskilt om moln eller dis bildas högt upp i
atmosfären. När sådana atmosfäriska aerosoler är närvarande, beskriver Brande
att dis kan blockera ljuset som filtreras genom atmosfären.
"Om en planet har ett moln precis ovanför ytan
med hundratals kilometer klar luft ovanför sig, kan stjärnljus lätt passera
genom den klara luften och absorberas endast av de specifika gaserna i den
delen av atmosfären", beskriver Brande. – Men om molnet är placerat
väldigt högt gör det att molnen då i allmänhet blir ogenomskinliga över hela det
elektromagnetiska spektrumet. Enligt Brande är det när dessa aerosoler finns
högt upp i atmosfären som det inte finns en väg för ljus att filtreras igenom.
"Hubbleteleskopet har lättast att upptäcka
vattenånga inte övriga gaser", beskriver han. – Om vi observerar
vattenånga i en planets atmosfär är det en bra indikation på att det inte finns
några moln som är tillräckligt höga för att blockeras i spektrat. Omvänt, om
vattenånga inte observeras och endast ett platt spektrum ses, trots att man vet
att planeten borde ha en utsträckt atmosfär tyder det på den troliga närvaron
av moln eller dis på högre höjder.
Det
innebär att beroende på vilken höjd moln finns är de synliga och visar på en
atmosfär. Det visar även att där moln ses kan de likväl finnas en intressant atmosfär under dessa.
Bild https://ku.edu/
En konstnärs koncept av exoplaneten GJ 9827d, den minsta exoplaneten där
vattenånga har upptäckts i atmosfären. Foto: NASA/ESA/Leah Hustak, Ralf
Crawford, Space Telescope Science Institute.
