Använder Hubble och Spitzer, astronomer analyserade atmosfären hos den "heta Saturnus" exoplaneten WASP-39b, och de fångade det mest kompletta spektrumet av en exoplanets atmosfär som möjligt med dagens teknik. Genom att dissekera stjärnljus som filtrerar genom planetens atmosfär till dess komponentfärger, teamet hittade tydliga bevis för vattenånga. Även om forskarna förutspådde att de skulle se vatten, de blev förvånade över hur mycket vatten de hittade – tre gånger så mycket vatten som Saturnus har. Detta tyder på att planeten bildades längre bort från stjärnan, där den bombarderades av isigt material. Kredit:NASA, ESA, G. Bacon och A. Feild (STScI), och H. Wakeford (STScI/Univ. of Exeter)
Ungefär som detektiver studerar fingeravtryck för att identifiera den skyldige, forskare använde NASA:s rymdteleskop Hubble och Spitzer för att hitta "fingeravtrycken" av vatten i atmosfären av en varm, uppsvälld, Saturnus-massa exoplanet cirka 700 ljusår bort. Och, de hittade mycket vatten. Faktiskt, planeten, känd som WASP-39b, har tre gånger så mycket vatten som Saturnus har.
Även om ingen planet som denna finns i vårt solsystem, WASP-39b kan ge nya insikter om hur och var planeter bildas runt en stjärna, säger forskare. Denna exoplanet är så unik, det understryker det faktum att ju mer astronomer lär sig om komplexiteten i andra världar, desto mer finns det att lära sig om deras ursprung. Denna senaste observation är ett viktigt steg mot att karakterisera dessa världar.
Även om forskarna förutspådde att de skulle se vatten, de blev förvånade över hur mycket vatten de
finns i denna "heta Saturnus". Eftersom WASP-39b har så mycket mer vatten än vår berömda ringmärkta granne, den måste ha formats annorlunda. Mängden vatten tyder på att planeten faktiskt utvecklades långt borta från stjärnan, där den bombarderades av mycket isigt material. WASP-39b hade sannolikt en intressant evolutionär historia när den migrerade in, tar en episk resa genom dess planetsystem och kanske utplånar planetariska objekt i dess väg.
"Vi måste titta utåt så att vi kan förstå vårt eget solsystem, " förklarade huvudutredaren Hannah Wakeford från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, och University of Exeter i Devon, Storbritannien. "Men exoplaneter visar oss att planetbildning är mer komplicerad och mer förvirrande än vi trodde att det var. Och det är fantastiskt!"
Wakeford och hennes team kunde analysera de atmosfäriska komponenterna i denna exoplanet, som till sin massa liknar Saturnus men mycket annorlunda på många andra sätt. Genom att dissekera stjärnljus som filtrerar genom planetens atmosfär till dess komponentfärger, teamet hittade tydliga bevis för vatten. Detta vatten detekteras som ånga i atmosfären.
Använder Hubble och Spitzer, teamet har fångat det mest kompletta spektrumet av en exoplanets atmosfär som möjligt med dagens teknik. "Detta spektrum är hittills det vackraste exemplet vi har på hur en tydlig exoplanetatmosfär ser ut, sa Wakeford.
"WASP-39b visar att exoplaneter kan ha mycket annorlunda sammansättning än vårt solsystem, " sa medförfattaren David Sing från University of Exeter i Devon, Storbritannien. "Förhoppningsvis kommer den här mångfalden vi ser i exoplaneter att ge oss ledtrådar för att ta reda på alla olika sätt som en planet kan bildas och utvecklas på."
Beläget i stjärnbilden Jungfrun, WASP-39b piskar runt en tyst, Solliknande stjärna, kallas WASP-39, en gång var fjärde dag. Exoplaneten är för närvarande placerad mer än 20 gånger närmare sin stjärna än jorden är solen. Det är tidvattenlåst, vilket betyder att den alltid visar samma ansikte till sin stjärna.
Dess dagtemperatur är en brännande 1, 430 grader Fahrenheit (776,7 grader Celsius). Kraftfulla vindar transporterar värme från dagsidan runt planeten, hålla den permanenta nattsidan nästan lika varm. Även om det kallas en "het Saturnus, " WASP-39b är inte känt för att ha ringar. Istället det har en pösig atmosfär som är fri från höghöjdsmoln, så att Wakeford och hennes team kan titta ner i dess djup.
Blickar framåt, Wakeford hoppas kunna använda rymdteleskopet James Webb – planerat att lanseras 2019 – för att få ett ännu mer komplett spektrum av exoplaneten. Webb kommer att kunna ge information om planetens atmosfäriska kol, som absorberar ljus längre, infraröda våglängder än vad Hubble kan se. Genom att förstå mängden kol och syre i atmosfären, forskare kan lära sig ännu mer om var och hur denna planet bildades.
Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och ESA (European Space Agency). NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, sköter teleskopet. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore bedriver Hubble-vetenskapsverksamhet. STScI drivs för NASA av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., i Washington, D.C.
NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, hanterar Spitzer Space Telescope-uppdraget för NASA:s Science Mission Directorate, Washington. Vetenskapsverksamheten bedrivs vid Spitzer Science Center vid Caltech i Pasadena. Rymdfarkoster är baserade på Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Data arkiveras på Infrared Science Archive som finns på IPAC på Caltech. Caltech hanterar JPL för NASA.
