Låg densitet och snedfördelad atmosfär- jo en sådan planet finns därute

 

Bild wikipedia Illustratörs bild av exoplaneten WASP-107b som är en super-Neptunus exoplanet som kretsar kring stjärnan WASP-107, 200 ljusår från jorden i stjärnbilden Jungfrun.

Astronomer från University of Arizona har tillsammans med en internationell grupp forskare med hjälp av Webbteleskopet observerat atmosfären i en het och unikt uppblåst exoplanet. Exoplaneten WASP-107b är lika stor som Jupiter men har endast en tiondel av Jupiters massa. Planeten har en öst-västlig asymmetri i atmosfären vilket innebär att det finns en betydande skillnad mellan väderstrecken och dess atmosfär här.

"Det här är första gången som asymmetri mellan öst och väst på en exoplanet har observerats när den passerar sin sol", beskriver studiens huvudförfattare Matthew Murphy, doktorand vid U of A Steward Observatory.

Öst-västlig asymmetri hos en exoplanets atmosfär visar på skillnader i atmosfärens egenskaper, såsom temperatur eller molnegenskaper och som här observerats mellan planetens östra och västra halvklot. Att avgöra om denna asymmetri existerar eller inte är avgörande för att förstå klimatet, atmosfärsdynamiken och vädermönstren hos exoplaneter.

Exoplaneten WASP-107b är låst till sin stjärna. Det betyder att exoplaneten alltid riktar samma sida mot sin sol den kretsar kring. Den ena halvan av den tidvattenlåsta exoplaneten är ständigt vänd mot sin sol medan den andra  alltid är vänd bort vilket resulterar i en permanent dagsida och en permanent nattsida. James Webb Space Teleskopet kunde separera signalerna från atmosfärens östra och västra sida och få en mer fokuserad syn på specifika processer som sker i exoplanetens atmosfär.

"Dessa ögonblicksbilder berättar mycket om gaserna i atmosfär, moln, atmosfärens struktur, kemin och hur allt förändras när en planet får olika mängder solljus", beskriver Murphy.

Exoplaneten WASP-107b är unik i det att den har en mycket låg densitet och relativt låg gravitation vilket resulterar i en atmosfär som är mer uppblåst än andra exoplaneters med samma massa men som inte alltid vänder samma sida mot sin sol.

– Vi har inget liknande i vårt eget solsystem. Planeten är unik bland de exoplaneter vi upptäckt. beskriver Murphy.

WASP-107b har en yttemperatur på ca 475 Celsius vilket är medeltemperatur mellan de planeter som finns i vårt solsystem och de hetaste exoplaneter vi känner till.

"Traditionellt sett fungerar våra observationstekniker inte lika bra för dessa mellanliggande planeter, så det har funnits många spännande öppna frågor som vi äntligen kan börja besvara", beskriver Murphy. – Till exempel har några av våra modeller visat att en planet som WASP-107b inte borde ha den här asymmetrin alls i sin atmosfär– så vi lär oss något nytt här, beskriver han.

Forskare har sett på exoplaneter i nästan två decennier och observationer från både markteleskop och rymdteleskop har hjälpt astronomer att dra slutsatser om hur exoplaneters atmosfär kan se ut, beskriver Thomas Beatty, medförfattare till studien och biträdande professor i astronomi vid University of Wisconsin-Madison.

"Men det här är faktiskt första gången som vi har sett den här typen av asymmetri i en atmosfär direkt imed hjälp av transmissionsspektroskopi i rymden vilket är det primära sättet på vilket vi förstår vad exoplaneters atmosfärer består av, beskriver Beatty. Resultaten har publicerats i tidskriften Nature Astronomy.

Min tanke är att asymmetrin beror på att planeten har låst bana (vänder samma sida mot sin sol hela tiden) vilket får dess atmosfär att dras från nattsidan mot dagsidan genom gravitationen från dess sol. Därav  skillnaden öst väst. 

Man var säker på det fanns men först nu har första planeten upptäckts där teorin stämmer.

Upptäckterna går fort numera i sökandet efter planeter därute och vad de kan innehålla.

Hubbleteleskopet finner lite av varje hela tiden på den bit av skyn den avsöker.

Nu har ytterligare ett fynd gjorts som aldrig tidigare hittats.

En planet där det finns helium i atmosfären. Det ansågs redan år 2000 att just helium skulle vara den lättaste gasen att upptäcka i en exoplanets (utomjordisk planet) atmosfär.

Men så blev det inte, först nu har den första hittats. Det är atmosfären på Wasp-107b som vi nu vet innehåller helium.

Planeten hör till den röda stjärnan Wasp 107 vilken finns i riktning mot Jungfruns stjärnbild ca 200 ljusår från oss.

Helium  kommer på andra plats i det periodiska systemet och ligger på nr  2 även som det vanligaste grundämnet i universum efter väte. Det är även en av de huvudsakliga beståndsdelarna i gasplaneterna Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus. 

Det är därför lite förvånande att vi först nu hittat en planet därute med konstaterat helium. Troligen beror det på att avstånd får våra mätinstrument att inte upptäcka det. De har inte varit tillräckligt noggranna för att kunna upptäcka det på exoplaneter.

Den nu starka signalen från helium som mätts visar att en ny teknik behövs för att studera övre skikten av exoplaneters  atmosfärer  ger ett bredare utbud av planeter att finna mer noggranna resultat på. Nuvarande metoder, som använder ultraviolett ljus gör att fynd enbart kan ske på de närmaste exoplaneterna från oss.

Vi vet det finns helium i Jordens övre atmosfär och ny teknik kan hjälpa oss att upptäcka atmosfär runt medelstora exoplaneter  vilket är mycket svårt med dagens teknik.  WASP-107b är har den lägsta densiteten bland kända exoplaneter. Den har ungefär samma storlek som Jupiter men bara 12 procent av Jupiter massa. Den tar mindre än sex dagar på sig att kretsa kring sin sol.