Yale-tekniken ger astronomer en närmare titt på atmosfären på en avlägsen planet där det är så varmt att luften innehåller förångade metaller.

Planeten, MASCARA-2 b, är 140 parsecs från jorden – eller ungefär 2,68 quadrillion miles. Det är en gasjätte, som Jupiter. Dock, dess bana är 100 gånger närmare sin stjärna än Jupiters bana är vår sol.

Atmosfären i MASCARA-2 b når temperaturer på mer än 3, 140 grader Fahrenheit, sätta den på den yttersta änden av en klass av planeter som kallas heta Jupiters. Astronomer är mycket intresserade av heta Jupiters eftersom deras existens hade varit okänd förrän för 25 år sedan och de kan erbjuda ny information om bildandet av planetsystem.

"Hot Jupiters tillhandahåller de bästa laboratorierna för att utveckla analystekniker som en dag kommer att användas för att söka efter biosignaturer på potentiellt beboeliga världar, " sa Yale-astronomen Debra Fischer, Eugene Higgins professor i astronomi och medförfattare till en ny studie som har godkänts av tidskriften Astronomi och astrofysik .

Fischer är den vägledande kraften bakom instrumentet som gjorde upptäckten möjlig:Extreme PREcision Spectrometer (EXPRES), som byggdes på Yale och installerades på det 4,3 meter långa Lowell Discovery Telescope nära Flagstaff, Ariz.

Det primära uppdraget för EXPRES är att hitta jordliknande planeter baserat på den lilla gravitationsinflytande de har på sina stjärnor. Denna precision kommer också väl till pass när man letar efter atmosfäriska detaljer på avlägsna planeter, sa forskarna.

Så här fungerar det. När MASCARA-2 b korsar den direkta siktlinjen mellan sin värdstjärna och jorden, element i planetens atmosfär absorberar stjärnljus vid specifika våglängder – och lämnar ett kemiskt fingeravtryck. EXPRES kan plocka upp dessa fingeravtryck.

Med hjälp av EXPRES, Yale astronomer och kollegor från Geneva Observatory och Bern University i Schweiz, samt Danmarks Tekniske Universitet, hittade gasformigt järn, magnesium, och krom i MASCARA-2 b:s atmosfär.

"Atmosfäriska signaturer är mycket svaga och svåra att upptäcka, " sa medförfattaren Sam Cabot, en doktorand i astronomi vid Yale och ledare för studiens dataanalys. "Serendipitalt, EXPRES erbjuder denna förmåga, eftersom du behöver mycket högtrogna instrument för att hitta planeter utanför vårt eget solsystem."

Studiens huvudförfattare, astronomen Jens Hoeijmakers vid Genève-observatoriet, nämnda EXPRES hittade också bevis på olika kemi mellan "morgon" och "kväll" sidorna av MASCARA-2 b.

"Dessa kemiska upptäckter kanske inte bara lär oss om atmosfärens elementära sammansättning, men också om effektiviteten av atmosfäriska cirkulationsmönster, " sa Hoeijmakers.

Tillsammans med andra avancerade spektrometrar som ESPRESSO, byggd av schweiziska astronomer i Chile, EXPRES förväntas samla in en mängd nya data som dramatiskt kan främja sökandet efter exoplaneter - planeter som kretsar runt andra stjärnor än vår egen sol.

"Detekteringen av förångade metaller i atmosfären av MASCARA-2 b är ett av de första spännande vetenskapliga resultaten som framkommit från EXPRES, " Sa Fischer. "Fler resultat är på väg."