WASP-121b är en exoplanet som ligger 850 ljusår från jorden, kretsar runt sin stjärna på mindre än två dagar – en process som tar jorden ett år att slutföra. WASP-121b är mycket nära sin stjärna - cirka 40 gånger närmare solen än jorden. Denna närhet är också huvudorsaken till dess oerhört höga temperatur på cirka 2, 500 till 3, 000 grader Celsius. Detta gör det till ett idealiskt studieobjekt för att lära dig mer om ultraheta världar.

Forskare under ledning av Jens Hoeijmakers, första författare till studien och postdoktor vid National Centre of Competence in Research PlanetS vid universiteten i Bern och Genève, undersökte data som hade samlats in av den högupplösta HARPS-spektrografen. De kunde visa att totalt minst sju gasformiga metaller förekommer i atmosfären av WASP-121b. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Astronomi &Astrofysik .

Oväntad komplexitet i atmosfären av exoplaneten WASP-121b

WASP-121b har studerats omfattande sedan upptäckten. "De tidigare studierna visade att det händer mycket i dess atmosfär, " förklarar Jens Hoeijmakers. Och detta trots att astronomer hade antagit att ultraheta planeter har ganska enkla atmosfärer eftersom inte många komplexa kemiska föreningar kan bildas i sådan blåsig värme. Så hur kom WASP-121b att ha denna oväntade komplexitet?

"Tidigare studier försökte förklara dessa komplexa observationer med teorier som inte verkade rimliga för mig, " säger Hoeijmakers. Studierna hade misstänkt att molekyler innehållande den relativt sällsynta metallen vanadin var huvudorsaken till den komplexa atmosfären i WASP-121b. Enligt Hoeijmakers, dock, detta skulle bara vara vettigt om en vanligare metall, titan, saknades i atmosfären. Så Hoeijmakers och hans kollegor gav sig i kast med att hitta en annan förklaring. "Men det visade sig att de hade rätt, " medger Hoeijmakers otvetydigt. "Till min förvåning, vi hittade faktiskt starka signaturer av vanadin i observationerna." Samtidigt, dock, titan saknades. Detta bekräftade i sin tur Hoeijmakers antagande.

Förångade metaller

Men laget gjorde annat, oväntade upptäckter. Förutom vanadin, de upptäckte nyligen sex andra metaller i atmosfären av WASP-121b:järn, krom, kalcium, natrium, magnesium och nickel. "Alla metaller förångades som ett resultat av de höga temperaturerna som rådde på WASP-121b, " förklarar Hoeijmakers, "på så sätt säkerställer att luften på exoplaneten består av förångade metaller, bland annat."

En ny era inom exoplanetforskning

Sådana detaljerade resultat tillåter forskare att dra slutsatser om de kemiska processer som äger rum på sådana planeter, till exempel. Detta är en avgörande färdighet för en inte alltför avlägsen framtid, när större, känsligare teleskop och spektrografer kommer att utvecklas. Dessa kommer att göra det möjligt för astronomer att studera egenskaperna hos mindre, kallare steniga planeter som liknar jorden. "Med samma teknik som vi använder idag, istället för att bara upptäcka signaturer av gasformigt järn eller vanadin, vi kommer att kunna fokusera på biosignaturer, livstecken som vattens signaturer, syre och metan, säger Hoeijmakers.

Den omfattande kunskapen om atmosfären i WASP-121b bekräftar inte bara exoplanetens ultraheta karaktär, men understryker också det faktum att detta forskningsfält går in i en ny era, som Hoeijmakers uttrycker det:"Efter år av katalogisering av vad som finns där ute, nu tar vi inte längre bara mätningar, " förklarar forskaren, "men vi börjar verkligen förstå vad data från instrumenten visar oss. Hur planeter liknar och skiljer sig från varandra. På samma sätt, kanske, att Charles Darwin började utveckla evolutionsteorin efter att ha karaktäriserat otaliga djurarter, vi börjar förstå mer om hur dessa exoplaneter bildades och hur de fungerar."