Lov na eksoplanete je povzročil številne fascinantne študije primerov. Ankete so na primer pokazale veliko "vročih Jupitrov", plinskih velikanov, ki so po velikosti podobni Jupitru, vendar so v orbiti zelo blizu svojim soncem. Ta posebna vrsta eksoplaneta je astronomom vzbudila zanimanje, predvsem zato, ker njihov obstoj izziva običajna razmišljanja o tem, kje v zvezdanem sistemu lahko obstajajo plinski velikani.
Zato je mednarodna ekipa, ki so jo vodili raziskovalci iz evropskega južnega observatorija (ESO), uporabila zelo velik teleskop (VLT), da bi bolje pogledali WASP-19b, vroči Jupiter, ki se nahaja 815 svetlobnih let od Zemlje. Med temi opažanji so opazili, da v ozračju planeta obstajajo sledovi titanovega oksida, zaradi česar so to spojino prvič zaznali v atmosferi plinskega velikana.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, z naslovom "Zaznavanje titanovega oksida v atmosferi vročega Jupitra", se je nedavno pojavila v znanstveni reviji Narava.Pod vodstvom Elyarja Sedaghatija - nedavnega diplomanta Tehniške univerze v Berlinu in sodelavca na evropskem južnem observatoriju - je skupina uporabila podatke, ki jih je v letu dni zbral niz VLT, za preučevanje WASP-19b.
Kot vsi Vroči Jupiterji ima tudi WASP-19b približno enako maso kot Jupiter in kroži zelo blizu svojega sonca. V resnici je njeno orbitalno obdobje tako kratko - le 19 ur -, da naj bi temperature v njegovi atmosferi dosegle kar 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). To je več kot štirikrat tako vroče kot Venera, kjer so temperature dovolj tople, da lahko stopimo svinec! Dejansko so temperature na WASP-19b dovolj vroče, da lahko stopijo silikatne minerale in platino!
Študija se je opirala na instrument FOcal Reducer / low Dispersion Spectrograph 2 (FORS2) na VLT, večnamenski optični instrument, ki je sposoben izvajati slikanje, spektroskopijo in študijo polarizirane svetlobe (polarimetrija). Ekipa FORS2 je z opazovanjem planeta, ki je opazoval planet pred svojo zvezdo (aka. Tranzit) opazovala planet, kar je razkrilo dragocene spektre iz njegove atmosfere.
Po natančni analizi svetlobe, ki je šla skozi njene meglene oblake, je bila ekipa presenečena, ko je našla količine titanovega oksida v sledovih (pa tudi natrija in vode). Kot je Eliar Sedaghati, ki je bil dve leti študent pri ESO, delal na tem projektu, je odkritje povedal v sporočilu za javnost ES:
“Zaznavanje takšnih molekul pa ni preprost podvig. Ne le, da potrebujemo podatke izjemne kakovosti, ampak moramo izvesti tudi prefinjeno analizo. Za izvedbo naših sklepov smo uporabili algoritem, ki raziskuje več milijonov spektrov, ki segajo v široko paleto kemičnih sestavkov, temperatur ter lastnosti oblakov ali meglice.”
Titanov oksid je zelo redka spojina, za katero je znano, da obstaja v atmosferi hladnih zvezd. V majhnih količinah deluje kot absorber toplote, zato je verjetno delno odgovoren za to, da so WASP-19b doživeli tako visoke temperature. V dovolj velikih količinah lahko prepreči, da bi toplota vstopila v atmosfero ali ušla iz nje, kar povzroča tako imenovano toplotno inverzijo.
To je pojav, kjer so temperature v zgornji atmosferi višje in nižje naprej. Na Zemlji ima ozon podobno vlogo, ki povzroča inverzijo temperatur v stratosferi. Toda na plinskih velikanih je to ravno nasprotno od tistega, kar se običajno zgodi. Medtem ko Jupiter, Saturn, Uran in Neptun doživljajo hladnejše temperature v svojih zgornjih atmosferah, so temperature zaradi povečanega tlaka veliko bolj vroče bližje jedru.
Skupina meni, da lahko prisotnost te spojine znatno vpliva na temperaturo, strukturo in kroženje v atmosferi. Še več, dejstvo, da je ekipa uspela zaznati to spojino (prvo za raziskovalce eksoplanetov), je pokazatelj, kako študije eksoplanetov dosegajo nove stopnje podrobnosti. Vse to bo verjetno imelo velik vpliv na prihodnje študije atmosfere eksoplanetov.
Študija tudi ne bi bila mogoča, če ne bi bilo instrumenta FORS2, ki je bil v zadnjih letih dodan v matriko VLT. Kot je komentiral Henri Boffin, inštrument, ki je vodil projekt prenove:
“To pomembno odkritje je rezultat prenove instrumenta FORS2, ki je bila narejena prav v ta namen. Od takrat je FORS2 postal najboljši instrument za izvajanje tovrstnih raziskav od doma.”
Če pogledamo naprej, je jasno, da bo zaznavanje kovinskih oksidov in drugih podobnih snovi v eksoplanetnih atmosferah omogočilo tudi oblikovanje boljših atmosferskih modelov. S tem v roki bodo astronomi lahko izvedli veliko bolj natančne in natančne študije o eksoplanetnih atmosferah, kar jim bo omogočilo, da bodo z večjo gotovostjo presodili, ali je kateri od njih stanovanjski prostor ali ne.
Čeprav ta najnovejši planet nima možnosti podpirati življenja - bi imeli več sreče, ko boste v puščavi Gobi našli kocke ledu! - njegovo odkritje bi lahko pomagalo usmeriti pot do bivalnih eksoplanetov v prihodnosti. Korak bližje iskanju sveta, ki bi lahko podpiral življenje, ali morda tisto nedostopno Zemljo 2.0!
