Astronomen hebben een atmosfeer ontdekt rond een exoplaneet in het sterrenbeeld Sails. Op dit moment is het de meest aardachtige exoplaneet waarvoor het mogelijk was om de aanwezigheid van een atmosfeer te bevestigen.
In 2001 was het voor het eerst mogelijk om de atmosfeer van een planeet buiten het zonnestelsel te detecteren. Het werd gevonden nabij de planeet HD 209458 b, ook bekend onder de onofficiële naam Osiris. Het bevindt zich in het sterrenbeeld Pegasus, 153 lichtjaar van de zon. Osiris is naar zijn soort "hete Jupiter", dat wil zeggen een gasplaneet met een massa die dicht bij die van Jupiter ligt, maar veel dichter bij zijn ster staat dan Jupiter bij de zon. Osiris heeft een straal van ongeveer 100.000 km (1,35 stralen van Jupiter), een massa van 1,31024 ton (0,69 massa van Jupiter) en de afstand tot de ster is slechts 0,047 astronomische eenheden (veel minder dan van de zon tot Mercurius). Een jaar daarop duurt drie en een halve aardse dag, en de temperatuur bereikt duizend graden Celsius.
De ontdekking van de atmosfeer werd mogelijk gemaakt door het feit dat HD 209458 b de eerste planeet werd waarvoor zijn eigen stralingsspectrum werd verkregen, gewonnen uit de straling van zijn ster. In dit spectrum van het staal werden natriumabsorptielijnen gevonden. In verdere studies werden aannames gedaan over de omvang, structuur en temperatuur van de atmosfeer. De atmosfeer begint op een afstand van 3,1 keer de straal van Jupiter vanaf het centrum van de planeet. Het bevat waterstof, zuurstof, koolstof, kooldioxide en methaan, evenals waterdamp. De temperatuur van de atmosfeer bereikt 10 duizend Kelvin. Het is zeer waarschijnlijk dat de planeet, als gevolg van de sterke verwarming van de bovenste atmosfeer door de straling van de ster, constant atmosferische gassen verliest, aangezien waterstofatomen worden versneld tot de tweede kosmische snelheid. Hiermee is de keuze voor de planeet met de naam Osiris verbonden,aangezien deze Egyptische god ooit in stukken werd gehakt door de god Set. De planeet Osiris verliest naar schatting tussen de honderd en achthonderd miljoen kilogram waterstof per seconde. Gedurende ongeveer vijf miljard jaar bestaan, zou de planeet tot 7% van zijn massa kunnen hebben verloren, maar er is een mogelijkheid dat het verlies van waterstof kan worden beperkt door de Osiris-magnetosfeer. Misschien is de atmosfeer van Osiris typerend voor planeten in een baan om sterren die vergelijkbaar zijn met de zon, op een afstand van minder dan 0,1 astronomische eenheden.in een baan om de zon lijkende sterren, op een afstand van minder dan 0,1 astronomische eenheden.in een baan om de zon lijkende sterren, op een afstand van minder dan 0,1 astronomische eenheden.
Al snel werden waterdamp, waterstofmonoxide en -dioxide en methaan gevonden in de atmosfeer van een andere hete Jupiter - HD 189733 b. In 2013 werden sporen van water gevonden in de atmosfeer van verschillende planeten: HD 209458 b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b en WASP-19b. De overgrote meerderheid van exoplaneten waarop de aanwezigheid van een atmosfeer kon worden bevestigd, zijn hete Jupiters en hete neptunes. De aanwezigheid en samenstelling van deze atmosferen kan worden beoordeeld op basis van twee soorten observaties. Ten eerste door de breking van het licht van een ster in de atmosfeer wanneer een exoplaneet voor de schijf van de ster passeert. Ten tweede volgens het directe spectrum van de straling van de planeet, dat wordt verkregen door de spectra van de moederster te vergelijken met de planeet en die verkregen wanneer de planeet achter de ster verborgen is.
In februari 2016 rapporteerden astronomen over de bepaling van de samenstelling van de atmosfeer van de planeet 55 Cancer e (Jansen). Het behoort tot de klasse van superaarde - planeten waarvan de massa groter is dan die van onze planeet, maar bereikt niet de parameters van gasreuzen. Voor Jansen is dit cijfer 8,63 ± 0,35 aardmassa's. De samenstelling van de atmosfeer van de planeet werd gedetecteerd door het spectrum van zijn moederster - 55 Kreeft - te veranderen tijdens de zogenaamde transits, dat wil zeggen momenten waarop, vanuit het oogpunt van een aardse waarnemer, de planeet voor de schijf van de ster passeert. Tijdens deze passage gaat een deel van het licht van de ster door de planetaire atmosfeer, terwijl bepaalde golflengten worden geabsorbeerd door de gassen van de atmosfeer, waardoor de chemische samenstelling ervan kan worden bepaald. De waarnemingen zijn gedaan met de groothoekcamera van de Hubble Space Telescope. In de atmosfeer van de planeet Jansen, zo bleek,bevat waterstof, helium en waterstofcyanide.
In december vorig jaar wisten wetenschappers voor het eerst de weersomstandigheden in de atmosfeer van een van de exoplaneten te bepalen. Ze gebruikten gegevens van de planeet HAT-P-7 b, in het sterrenbeeld Cygnus, verzameld door de Kepler-ruimtetelescoop gedurende vier jaar. HAT-P-7 b verwijst naar hete Jupiters. Zijn massa is 1.776 Jupiter's massa (16 keer die van de aarde), en zijn diameter is 1,363 keer de diameter van Jupiter. Deze planeet is 1.044 lichtjaar van de aarde verwijderd. HAT-P-7 b behoort tot de klasse "hete Jupiters". Het draait rond zijn ster met een periode van 2,2 dagen. Door een verandering te detecteren in de hoeveelheid licht die wordt weerkaatst door de atmosfeer van HAT-P-7 b, merkten de wetenschappers een dramatische verandering op in de positie van het helderste gebied. Dit duidt naar hun mening op zeer sterke winden die de wolken in de atmosfeer beïnvloeden. "Sterke winden waaien rond de planeet en verplaatsen wolken van de nachtzijde naar de dagzijde,- zegt een van de auteurs van het werk, David Armstrong (David Armstrong). "De snelheid van de wind verandert zo dramatisch dat er enorme wolkenformaties ontstaan die groeien en vervolgens verdwijnen."
De huidige studie concentreerde zich op de planeet GJ 1132b (Gliese 1132 b), die in een baan om een van de sterren in het sterrenbeeld Sails draait. Het werd waargenomen door medewerkers van de Universiteit van Keele, het Max Planck Instituut voor Astronomie en de Tor Vergata Universiteit van Rome met behulp van de 2,2-meter telescoop van de European Southern Observatory in La Silla (Chili).
De planeet draait rond de rode dwerg Gliese 1132 op een afstand van 39 lichtjaar van ons. De opening werd aangekondigd in mei 2015 en de officiële bevestiging volgde in november van hetzelfde jaar. De massa is 1,6 aardemassa's, de straal is 1,2 de straal van de aarde. De afstand tot de ster is ongeveer 225 miljoen kilometer (van de aarde tot de zon 149,6 miljoen), de omlooptijd is 1,6 dagen. De planeet ontvangt 19 keer meer straling van zijn ster dan de aarde van de zon, dus de temperatuur erop is hoger dan op Venus, mogelijk aan de oppervlakte hoger dan 500 ° C.
Promotie video:
De waarnemingen werden uitgevoerd tijdens negen transits van planeet GJ 1132b in zeven verschillende banden: twee in het infrarood en zeven in de zichtbare delen van het spectrum. Voor elk bereik werd de schijnbare grootte van de planeet geschat. Als gevolg hiervan ontdekten de onderzoekers dat in een van de infraroodbereiken de diameter aanzienlijk groter is dan de gegevens voor de rest van het bereik. Hierdoor kunnen we concluderen dat er een gasomhulsel rond de planeet is, dat ondoorzichtig is voor lichtgolven van een bepaalde golflengte en transparant is voor alle anderen. Verdere simulaties die zijn uitgevoerd aan de Universiteit van Cambridge en het Max Planck Institute for Astronomy hebben aangetoond dat dergelijke effecten goed worden verklaard door de aanwezigheid van waterdamp en methaan in de atmosfeer.
Eerder werd aangenomen dat de atmosferen van planeten in een baan om rode dwergen lange tijd niet kunnen bestaan, aangezien deze sterren te actief zijn en hun uitbarstingen onvermijdelijk zullen leiden tot de vernietiging van deze atmosferen. De nieuwe resultaten zijn bemoedigend, aangezien de atmosfeer van GJ 1132b al miljarden jaren lijkt te bestaan. Omdat rode dwergen zo vaak voorkomen in het heelal, vergroot de aanwezigheid van atmosferen in hun sterren de kans op omstandigheden voor buitenaards leven.
Het werk van wetenschappers werd gepubliceerd door het Astronomical Journal.
