Ett internationellt team av forskare har identifierat "fingeravtryck" av flera metaller i en av de minst täta exoplaneter som någonsin hittats.

Laget, från University of Cambridge och Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) i Spanien, använde Gran Telescopio Canarias (GTC) för att observera WASP-127b, en gigantisk gasformig planet med delvis klar himmel och starka signaturer av metaller i atmosfären. Resultaten har godkänts för publicering i tidskriften Astronomi &Astrofysik .

WASP-127b har en radie som är 1,4 gånger större än Jupiter men har bara 20 % av sin massa. En sådan planet har ingen analog i vårt solsystem och är sällsynt även inom de tusentals exoplaneter som hittills upptäckts. Det tar drygt fyra dagar att kretsa runt sin moderstjärna och dess yttemperatur är runt 1400 K (1127°C).

Observationerna av WASP-127b avslöjar närvaron av en stor koncentration av alkalimetaller i dess atmosfär, möjliggör samtidig detektering av natrium, kalium och litium för första gången på en exoplanet. Natrium- och kaliumabsorptionen är mycket bred, vilket är karakteristiskt för relativt klara atmosfärer. Enligt modelleringsarbete som gjorts av forskarna, himlen på WASP-127b är ungefär 50 % klar.

"De speciella egenskaperna hos denna planet gjorde det möjligt för oss att utföra en detaljerad studie av dess rika atmosfäriska sammansättning, sa Dr Guo Chen, en postdoktor vid IAC och studiens första författare. "Närvaron av litium är viktig för att förstå planetsystemets evolutionära historia och kan kasta ljus över mekanismerna för planetbildning."

Planetens värdstjärna, WASP-127, är också rik på litium, som kan peka på en AGB-stjärna – en klarröd jätte tusentals gånger ljusare än solen – eller en supernova som har berikat det moln av material som detta system härstammar från.

Forskarna hittade också möjliga tecken på vatten. "Även om denna upptäckt inte är statistiskt signifikant, eftersom vattendrag är svaga i det synliga området, våra data indikerar att ytterligare observationer i det nära-infraröda bör kunna upptäcka det, " sa medförfattaren Enric Pallé, även från IAC.

Resultaten visar potentialen hos markbaserade teleskop för studier av planetariska atmosfärer. "Detekteringen av ett spårelement som litium i en planetarisk atmosfär är ett stort genombrott och motiverar nya uppföljande observationer och detaljerad teoretisk modellering för att bekräfta resultaten, " sa medförfattaren Dr Nikku Madhusudhan, från Cambridges Institute of Astronomy.

Vi har precis börjat undersöka exoplaneternas atmosfärer med markbaserade teleskop, men författarna tror att detta också kommer att vara en referens exoplanet för framtida studier med rymdteleskop som James Webb-teleskopet, efterträdaren till Hubble-teleskopet. Dessa framtida studier kommer att avslöja den detaljerade karaktären hos WASP-127b som ett riktmärke för denna nya klass av exoplaneter med mycket låg densitet.

WASP-127b-observationerna utfördes med OSIRIS-instrumentet från GTC, från Roque de los Muchachos-observatoriet, i Garafía (La Palma).