Exo-Jupiterliknande planeten HAT-P-70 b:s atmosfär undersökt av Ghost

Bild https://noirlab.edu  Testspektra gjort av den röda kameran på den optiska bänken GHOST medan John Pazder (National Research Council Canada) utför den slutliga justeringen av spektrografoptiken. NOIRLab/NSF/AURA/J. Bassett

En mycket het Jupiter med beteckningen HAT-P-70 b (solsystemet vari den finns ligger 1073 ljusår bort från oss) har varit i fokus för en ny studie utförd vid Gemini South i Chile under ledning av Adam Langeveld, biträdande forskare vid John Hopkins University och ett team av astronomer där Emily Deibert, forskare vid Gemini South i Chile, ena halvan av International Gemini Observatory medverkade. Studien var delvis finansierad av U.S. National Science Foundation och drevs av NSF NOIRLab. Deibert är även författare av barnböcker.

 Forskarlaget använde ett nytt instrument på Gemini South-teleskopet som kallas Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST). GHOST är ett kraftfullt instrument med förmågan att observera ett brett spektrum av våglängder samtidigt. Det kan slutföra observationer med hög effektivitet samtidigt som det ger upplösning i världsklass. Dessa förmågor gjorde det möjligt för teamet att se djupt in i HAT-P-70 b:s atmosfär där de upptäckte vindar i otroliga hastigheter. HAT-P-70 b är en mycket "pluffig" planet med en radie nästan dubbelt så stor som Jupiters. Den ligger så nära sin sol att dess omloppsbana är endast 2,7 jorddygn och har en temperatur på cirka 2300° Celsius vilket gör den till en av de hetaste planeter som hittills är kända. Den extrema temperaturen ger planeten en exotisk atmosfär innehållande en mängd olika gasformiga metalliska atomer och joner.

"Atmosfärer som denna är idealiska laboratorier att studera på exoplaneter i större skala på grund av den fantastiska möjligheten att upptäcka flertal kemiska ingredienser." Langeveld beskriver det som att: "Genom att mäta mängden av olika grundämnen särskilt genom att jämföra "steniga" grundämnen som kalcium och järn med "isiga" grundämnen som vatten och kol kan vi lära oss mer om hur dessa atmosfärer och planeter bildades och utvecklades.

I HAT-P-70 b:s atmosfär upptäckte teamet signaturer av joniserat kalcium. En gasformig och mycket energirik form av kalcium som bara kan existera i miljöer med mycket intensiv värme. De fann att kalciumsignalen sträcker sig tiotusentals kilometer in i den övre atmosfären.

Observationerna visade även att HAT-P-70 b har kraftfulla vindar som rusar från den brännheta dagsidan till den svalare nattsidan i hastigheter upp till 18 000 kilometer i timmen. De använde dessa upptäckta fakta till att dra slutsatser om planetens massa vilket avslöjade att den sannolikt är mycket mindre tät (låg densitet) än man tidigare trott, något som är en avgörande parameter för framtida jämförelser med Jupiters ultraheta atmosfär.

Resultaten av studien presenteras i en artikel som publicerats i The Astrophysical Journal Letters.