„Zagadkowa i sprzeczna z intuicją część brzmi następująco: dlaczego tak ciężki pierwiastek występuje w górnych warstwach atmosfer tych planet?" - mówi Tomás Azevedo Silva, doktorant na University of Porto oraz Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) w Portugalii, który kierował badaniami opublikowanymi dzisiaj w „Astronomy & Astrophysics".

WASP-76 b oraz WASP-121 b nie są typowymi egzoplanetami. Obie to ultragorące jowisze, porównywalne w rozmiarach do Jowisza, ale doświadczające ekstremalnie wysokich temperatur powierzchni, przekraczających 1000°C. Wynika to z ich bliskiego położenia względem gwiazd macierzystych i oznacza także, iż pokonanie całej orbity wokół gwiazdy zajmuje jedynie od jednego do dwóch dni. Wszystko to daje planecie dość egzotyczne własności. Na przykład w WASP-76 b astronomowie podejrzewają występowanie deszczy z żelaza.

Ale pomimo tego naukowcy byli zaskoczeni odnalezieniem w górnych częściach atmosfer WASP-76 b i WASP-121 b pierwiastka baru, który jest 2,5 razy cięższy od żelaza. „Biorąc pod uwagę dużą grawitację planet, spodziewalibyśmy się, że ciężkie pierwiastki, takie jak bar, szybko opadną do niższych warstw atmosfery" wyjaśnia współautor Olivier Demangeon, naukowiec z University of Porto oraz IA.

To było w pewien sposób przypadkowe odkrycie. Nie spodziewaliśmy się, ani nie szukaliśmy baru i musieliśmy dokładnie sprawdzić, że faktycznie pochodzi z planety, ponieważ nigdy wcześniej nie widziano baru w żadnej z egzoplanet.
Azevedo Silva

Wykrycie baru w atmosferach dwóch ultragorących jowiszów sugeruje, że ta kategoria planet może być jeszcze dziwniejsza niż do tej pory sądzono. Mimo iż okazjonalnie widzimy bar na naszym niebie jako zielony kolor fajerwerków, zagadką dla naukowców jest jaki naturalny proces mógłby powodować, że ciężki pierwiastek znajdzie się na tak dużych wysokościach na planetach posłonecznych. „W tej chwili nie jesteśmy pewni jakie to mogą być mechanizmy" dodaje Demangeon.

Ultragorące jowisze są bardzo przydatne w badaniach atmosfer planet posłonecznych. Jak wyjaśnia Demangeon: "Będąc gazowe i gorące, ich atmosfery są bardzo rozległe i dlatego łatwiej je obserwować i badań niż w przypadku mniejszych lub chłodniejszych planet."

Ustalanie składu atmosfery egzoplanety wymaga bardzo specjalistycznego sprzętu. Zespół badawczy użył instrumentu ESPRESSO na teleskopie VLT w Chile, aby przeanalizować światło gwiazd przefiltrowane przez atmosfery WASP-76 b i WASP-121 b. Dzięki temu można było wyraźnie wykryć w nich kilka pierwiastków, w tym bar.

Nowe wyniki pokazują, że dopiero zarysowaliśmy powierzchnię tajemnic egzoplanet. Przy pomocy przyszłych instrumentów, takich jak spektrograf wysokiej rozdzielczości ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), który będzie działała na nadchodzącym Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT), budowanym przez ESO, astronomowie będą w stanie badać atmosfery egzoplanet dużych i małych, w tym planet skalistych podobnych do Ziemi. Będą je badać znacznie dokładniej i zgromadzą więcej wskazówek odnośnie natury tych dziwnych światów.

Źródło: Europejskie Obserwatorium Południowe