Ett internationellt team som leds av astrofysikern Carolina von Essen, har använt OSIRIS -spektrografen på Gran Telescopio Canarias (GTC) för att studera den kemiska sammansättningen av en planet vars jämviktstemperatur är cirka 3, 200 ° C.

WASP-33, planetstjärnsystemet som är föremål för detta forskningsarbete, ligger cirka 380 ljusår från jorden. Värdstjärnan är den första Delta Scuti -stjärnan som är känd för att kretsa runt en het Jupiter. De uttalade stjärnpulsationerna, visar perioder som är jämförbara med den primära transittiden, störa transitmodellering. Således, det är extremt utmanande att utföra en korrekt karakterisering av exoplanetens fysiska egenskaper utan att ta itu med stjärnans variation.

WASP-33b är mycket intressant i sig:temperaturen är cirka 3, 200 ° C, vilket placerar den bland de få extremt heta Jupiter-exoplaneter som hittills är kända. Omloppstiden är så kort som 29 timmar, och dess bana är nästan vinkelrät mot stjärnans ekvatorialplan. Bland annat samling av särdrag, dess känsla av rörelse strider mot den för stjärnans rotation.

Studien, publicerad i tidningen Astronomi och astrofysik , analyserar den kemiska sammansättningen av dess atmosfär. Detta är viktigt eftersom "De nuvarande modellerna av exoplanetära atmosfärer förutspår att de extremt heta Jupiterna ska vara fria från moln, och presentera en rad oxider i det synliga spektrumet, såsom vanadinoxid, titanoxid, och aluminiumoxid, "förklarar Carolina von Essen, vid Aarhus universitet (Danmark), huvudutredaren av denna studie. "Men det finns ett begränsat antal exoplaneter för vilka dessa molekyler har detekterats med hög betydelse, vilket får oss att ifrågasätta modellerna. "

En detaljerad bestämning av den kemiska sammansättningen av extremt heta Jupiters har potential att utmana nuvarande modeller av exoplanetatmosfärer. Det finns en nära symbios mellan modeller och observationer, som denna studie är ett bra exempel på, när det avslöjar det första tecknet på aluminiumoxid i atmosfären i WASP-33b, som teorin förutsäger.

"GTC- och OSIRIS -känslighet och prestationer har varit nyckeln till framgången för dessa utmanande observationer, "säger Herve Bouy, medförfattare till denna artikel. "Denna kombination har gjorts av GTC, under de senaste åren, ett nyckelteleskop i studien av exoplanetära atmosfärer, "tillägger Antonio Cabrera Lavers, GTC Head of Science Operations.

Den högprecisionsdata som samlats in av GTC/OSIRIS tillät detta team att konstruera en fysiskt motiverad modell av värdstjärnans inneboende variabilitet. Här, pulsationerna hos WASP-33 och deras amplitudförändringar med våglängd beaktades vid bestämning av den kromatiska variabiliteten hos planetstorleken. "Med hjälp av moderna metoder för att bestämma den kemiska sammansättningen av WASP-33b, vi finner att den funktion som observeras i överföringsspektrumet för WASP-33b mellan 450 och 550 nm bäst kan förklaras av aluminiumoxid i dess atmosfär, "säger von Essen. Teamet har inte stött på signifikanta bevis på andra molekyler, men en ganska hög mängd aluminiumoxid. Således, nya observationer från markbaserade och rymdbaserade instrument kommer att vara nödvändiga för att bekräfta denna upptäckt.