Astronomer har upptäckt helium i atmosfären på en planet som kretsar runt en stjärna långt bortom vårt solsystem för allra första gången.

Ett internationellt team av forskare, ledd av Jessica Spake från University of Exeter, upptäckte bevis på den inerta gasen på "super-Neptunus" exoplaneten WASP-107b, hittat 200 ljusår från jorden och i stjärnbilden Jungfrun.

Det avgörande genombrottet, gjort från observationer av exoplaneten med hjälp av rymdteleskopet Hubble, avslöjade ett överflöd av helium i den övre atmosfären på exoplaneten, som upptäcktes först 2017.

Styrkan på heliumsignalen som upptäcktes var så stor att forskare tror att planetens övre atmosfär sträcker sig tiotusentals kilometer ut i rymden.

Helium är det näst vanligaste grundämnet i universum och det har för länge sedan förutspåtts vara en av de mest lätt detekterbara gaserna på gigantiska exoplaneter. Dock, denna banbrytande nya forskning är första gången som gasen har hittats framgångsrikt.

Nu, forskargruppen tror att den banbrytande studien kan bana väg för forskare att upptäcka fler atmosfärer runt jordens stora exoplaneter över galaxen.

Forskningen publiceras i den ledande vetenskapliga tidskriften, Natur , den 3 maj, 2018.

Jessica Spake, en del av Exeters avdelning för fysik och astronomi sa:"Vi hoppas kunna använda denna teknik med det kommande rymdteleskopet James Webb, till exempel, för att lära sig vilken typ av planeter som har stora höljen av väte och helium, och hur länge planeter kan hålla fast vid sin atmosfär. Genom att mäta infrarött ljus, vi kan se längre ut i rymden än om vi använde ultraviolett ljus."

WASP-107b är en planet med mycket låg densitet som i storlek liknar Jupiter, men med bara 12 procent av sin massa. kretsar runt sin värdstjärna var sjätte dag, den har en av de coolaste atmosfärerna av någon av de upptäckta exoplaneterna, även om det vid 500 C fortfarande är radikalt varmare än jorden.

Genom att analysera det spektrum av ljus som passerar genom den övre delen av exoplanets atmosfär, forskarna kunde upptäcka närvaron av helium i ett upphetsat tillstånd.

Den betydande styrkan hos den uppmätta signalen utnyttjade en ny teknik som inte förlitar sig på ultravioletta mätningar som historiskt har använts för att studera övre exoplanetatmosfärer. Teamet tror på denna nya teknik, som använder infrarött ljus, kan öppna nya vägar för att utforska atmosfären hos fler exoplaneter i jordstorlek som finns i universums längre sträckor.

Tom Evans, en medförfattare också från University of Exeter tillade:"Heliumet vi upptäckt sträcker sig långt ut i rymden som ett tunt moln som omger planeten. Om det är mindre, Planeter i jordstorlek har liknande heliummoln, denna nya teknik erbjuder ett spännande sätt att studera deras övre atmosfärer inom en mycket nära framtid.."

Helium upptäcktes först som en okänd gul spektrallinjesignatur i solljus 1868. Devon-baserade astronomen Norman Lockyer var den första som föreslog att denna linje berodde på ett nytt grundämne, och döpte den efter den grekiska solens titan, Helios.

Det har sedan dess upptäckts vara en av huvudbeståndsdelarna i planeterna Jupiter och Saturnus i vårt solsystem.