(Phys.org) – Astronomer har upptäckt förekomsten av vattenmolekyler i atmosfären av en närliggande het Jupiter-exoplanet känd som 51 Pegasi b (förkortat 51 Peb b). Upptäckten kastar nytt ljus över naturen hos exovärldens atmosfär och indikerar att stjärn-planetsystemet är en dubbelradad spektroskopisk binär. Resultaten presenterades den 25 januari i en artikel publicerad på arXiv.org.

Ligger cirka 50 ljusår bort, 51 Pegasi b är den första exoplaneten som upptäckts kretsar kring en huvudsekvensstjärna och den första kända heta Jupiter. Den klassificerades som en het Jupiter eftersom den har en omloppstid på mindre än 10 dagar (4,23 dagar) och liknar solsystemets största planet i egenskaper. med en massa på cirka 0,47 Jupitermassor. Den har hög yttemperatur, när den kretsar mycket nära sin moderstjärna 51 Pegasi - på ett avstånd av cirka 0,05 AU.

För att bättre karakterisera detta planetsystem, ett team av astronomer ledda av Jayne Birkby har observerat 51 Pegasi och dess planet med den CRyogenic högupplösta infraröda echellespektrografen (CRIRES) vid Very Large Telescope (VLT) i Chile. De fick totalt 42 spektra som gjorde det möjligt för dem att observera den radiella hastighetsförskjutningen av vattendragen i planetens atmosfär på dagsidan.

"Vi har presenterat en 5, 6σ detektion av vattenmolekyler i atmosfären av den ursprungliga heta Jupiter, 51 Peg b, ger den första bekräftelsen på att 51 Peg Ab-systemet är ett dubbelfodrat spektroskopiskt binärt. (...) Den bäst matchande modellen till planetens spektra från vårt rutnät innehöll molekylära egenskaper endast från vatten, med ett volymblandningsförhållande av VMR _H2O =10 ⁴ , " skrev forskarna i tidningen.

Enligt teamet, den direkta detekteringen av vattenabsorptionslinjer i planetens atmosfärs spektrum som genomgår en förändring i Dopplerskifte ger viktiga insikter om naturen hos detta planetsystem. Särskilt, detta visar den sanna binära naturen hos detta stjärn-planetsystem, avslöjar att det är en dubbelradad spektroskopisk (icke-förmörkande) binär.

Förutom vatten, forskarna sökte också efter molekylära egenskaper som härrör från de förväntade stora kol- och syrebärande gaserna vid de observerade våglängderna, som vatten koldioxid och metan. Dock, de hittade ingen signifikant signal från dessa molekyler som skulle indikera deras närvaro vid de överflöd som undersökts av deras modellnät i atmosfären av 51 Pegasi b.

"Vi upptäckte ingen metan eller koldioxid på en signifikant nivå i våra observationer, indikerar ett lågt överflöd, eller möjligen felaktigheter i radlistorna vi använde för att skapa modellmallarna, " står det i tidningen. Dessutom teamet noterade också att en övre gräns för rotationshastigheten för 51 Pegasi b bör vara mindre än 5,8 km s ^-1 . Dock, instrument med högre upplösning krävs för att bekräfta om planetens rotation är tidvattenlåst till sin värdstjärna.

"Till sist, vi drog slutsatsen att ytterligare optiska observationer av 51 Peg b skulle möjliggöra en oberoende orbitallösning i reflekterat ljus, och om detta resulterade i en signifikant annan planetsystemhastighet från de infraröda observationerna, att en offset hot spot i atmosfären kan behövas för att förklara de infraröda mätningarna, " skrev forskarna i tidningen.

© 2017 Phys.org