Astronomer har upptäckt att den välstuderade exoplaneten WASP-12b reflekterar nästan inget ljus, så att det ser ut att vara kolsvart. Denna upptäckt belyser planetens atmosfäriska sammansättning och motbevisar också tidigare hypoteser om WASP-12b:s atmosfär. Resultaten står också i skarp kontrast till observationer av en annan exoplanet av liknande storlek.

Använda Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) på NASA/ESA Hubble Space Telescope, ett internationellt team som leds av astronomer vid McGill University, Kanada, och University of Exeter, STORBRITANNIEN, har mätt hur mycket ljus exoplaneten WASP-12b reflekterar-dess albedo-för att lära sig mer om sammansättningen av dess atmosfär.

Resultaten var överraskande, förklarar huvudförfattaren Taylor Bell, en magisterstudent i astronomi vid McGill University som är ansluten till Institute for Research on Exoplanets:"Den uppmätta albedon för WASP-12b är högst 0,064. Detta är ett extremt lågt värde, gör planeten mörkare än ny asfalt! "Detta gör WASP-12b två gånger mindre reflekterande än vår måne som har en albedo på 0,12. Bell tillägger:" Den låga albedon visar att vi fortfarande har mycket att lära om WASP-12b och andra liknande exoplaneter. "

WASP-12b kretsar kring den solliknande stjärnan WASP-12A, cirka 1400 ljusår bort, och sedan upptäckten 2008 har den blivit en av de bäst studerade exoplaneterna. Med en radie nästan dubbelt så stor som Jupiter och ett år på drygt en jorddag, WASP-12b kategoriseras som en het Jupiter. Eftersom det är så nära sin föräldrastjärna, stjärnans gravitationskraft har sträckt WASP-12b till en äggform och höjt yttemperaturen på dess dagsljussida till 2600 grader Celsius.

Den höga temperaturen är också den mest troliga förklaringen till WASP-12b:s låga albedo. "Det finns andra heta Jupiters som har visat sig vara anmärkningsvärt svarta, men de är mycket svalare än WASP-12b. För dessa planeter, det föreslås att saker som moln och alkalimetaller är orsaken till absorptionen av ljus, men de fungerar inte för WASP-12b eftersom det är så otroligt varmt, "förklarar Bell.

Dagsljussidan av WASP-12b är så varm att moln inte kan bildas och alkalimetaller joniseras. Det är till och med varmt nog för att bryta upp vätemolekyler till atomväte vilket får atmosfären att verka mer som atmosfären hos en stjärna med låg massa än som en planetarisk atmosfär. Detta leder till exoplanetens låga albedo.

För att mäta albedo för WASP-12b observerade forskarna exoplaneten i oktober 2016 under en förmörkelse, när planeten var nära full fas och passerade bakom sin värdstjärna en tid. Detta är den bästa metoden för att bestämma albedo på en exoplanet, eftersom det handlar om att direkt mäta mängden ljus som reflekteras. Dock, denna teknik kräver en precision tio gånger större än traditionella transitobservationer. Med hjälp av Hubbles Space Telescope Imaging Spectrograph kunde forskarna mäta albedo av WASP-12b vid flera olika våglängder.

"Efter att vi mätt albedo jämförde vi det med spektralmodeller av tidigare föreslagna atmosfäriska modeller av WASP-12b", förklarar Nikolay Nikolov (University of Exeter, STORBRITANNIEN), medförfattare till studien. "Vi fann att data matchar ingen av de två för närvarande föreslagna modellerna.". De nya uppgifterna indikerar att WASP-12b-atmosfären består av atomväte och helium.

WASP-12b är bara den andra planeten som har spektralupplösta albedomätningar, den första var HD 189733b, ännu en het Jupiter. Data som samlats in av Bell och hans team tillät dem att avgöra om planeten reflekterar mer ljus mot den blå eller röda änden av spektrumet. Medan resultaten för HD 189733b tyder på att exoplaneten har en djupblå färg, WASP-12b, å andra sidan, reflekterar inte ljus vid någon våglängd. WASP-12b gör, dock, avger ljus på grund av dess höga temperatur, ger den en röd nyans som liknar en het glödande metall.

"Det faktum att de två första exoplaneterna med uppmätt spektralalbedo uppvisar betydande skillnader visar vikten av dessa typer av spektrala observationer och belyser den stora mångfalden bland heta Jupiters, "avslutar Bell.

Resultaten kommer att visas online den 14 september i The Astrofysiska tidskriftsbrev .