Bild https://pxhere.com/en/photo/741447
på okänd exoplanet.
En studie utförd av doktorand Qiao Xue vid
University of Chicago tillsammans med professor Jacob Beans grupp på samma
universitet har visat ett nytt sätt att avgöra om avlägsna exoplaneter har atmosfär. Den nya tekniken har potential att hjälpa oss att lära mer om
mönster i atmosfärer.
Atmosfärer sprider värme runt en planets yta
men sänker temperaturen på den varmaste sidan av planeten (som är direkt vänd
mot sin sol och tvärtom). Forskarnas hypotes i studien var att om en
exoplanets faktiska temperatur inte är så hög som den teoretiskt sett skulle
kunna vara kan vi anta att dess atmosfär förhindrar detta.
Problemet var dock tills nu att vi har saknat
instrument som är tillräckligt känsliga för att ge tillräckligt exakta
avläsningar för dessa temperaturer. James Webb Space Telescope har ändrat på
det och erbjuder en ökad kapacitet att se i infrarött vilket gör det möjligt
för forskare att registrera planeternas temperaturer genom att mäta
intensiteten på den energi de avger.
När exoplaneter passerar framför sin sol skymmer de
en del av stjärnans ljus vilket leder till en liten minskning av stjärnans
uppmätta ljusstyrka. När planeten befinner sig nästan bakom stjärnan i förhållande
till våra visningsenheter kan vi fånga systemets maximala ljusstyrka – det vill
säga den oskymda stjärnan i kombination med det jämförelsevis minimala ljuset
som sänds ut från planeten.
När planeten
passerar bakom stjärnan i förhållande till vår vy kan vi registrera ljuset som
stjärnan sänder ut på egen hand. Genom att subtrahera detta mått på ljus från
mätningen av ljuset från stjärnan i kombination med ljuset från planeten kan
ljusstyrkan och därmed temperaturen på planeten härledas.
På detta sätt drog Xue slutsatsen att den första planet som hon tillämpade den nya metoden på exoplaneten GJ1132 b (vilken finns 39 ljusår från oss) inte har någon atmosfär – den uppmätta temperaturen på planeten är för nära den beräknade maximala temperaturen för att antyda någon temperaturreglerande komponent på planeten. – Den är därför inte en lämplig kandidat för liv, beskriver hon.
Den nya metoden är inte det enda sättet att avgöra
om en exoplanet har en atmosfär eller inte, men den är ett enklare och mer
tillförlitligt sätt att söka efter avlägsna planeter med atmosfärer. Xue beskriver
att den är mindre mottaglig för falska negativa och positiva resultat än den
tidigare tekniken. "Den tidigare tekniken mäter ljus som filtreras
genom planetens atmosfär och är mer utmanande eftersom den kan förväxlas med aktivitet på stjärnan och närvaron av moln", beskriver Bean.
Om forskarna kan förstå vad som ger upphov till
atmosfärer på planeter blir det lättare att utesluta obeboeliga planeter i
jakten på exoplaneter som upprätthåller liv.
"Den här studien var spännande eftersom jag
äntligen fick chansen att arbeta med stenplaneter, som är drömobjektet för
varje exoplanetforskare eftersom de har så stor potential för liv", beskriver
Xue. "Nu är jag så spänd på att se vad som kommer härnäst."
Studieförfattare utöver Xue vid UChicago var Jacob
Bean, Michael Zhang och Edwin Kite, samt medförfattare från Harvard och
Smithsonian Center for Astrophysics, Cornell University, University of Arizona
och Peking University i Kina.
Att
utarbeta en säker spårning efter atmosfärers sammansättning på exoplaneter
skulle vara en säker metod att lättare utelämna eller bekräfta en exoplanets
möjlighet att hysa liv. Den metoden finns ännu inte. Metoden ovan är en ny
metod som måste användas tillsammans med övriga men en enkel och säker egen
metod finns ännu inte.
