Lehdistötiedote

Inferno-maailma, jolla on titaanitaivas

ESO:n VLT-teleskooppi teki ensimmäisen havainnon titaanioksidista eksoplaneetalla

13. syyskuuta 2017

ESO:n VLT-teleskooppia käyttäneet tähtitieteilijät ovat havainneet ensimmäistä kertaa titaanioksidia eksoplaneetan kaasukehässä. Tämä havainto kuuma jupiter -planeetasta WASP-19b hyödynsi FORS2-havaintolaitteen tehokkuutta. Se tarjoaa ainutkertaista tietoa tämän epätavallisen ja hyvin kuuman maailman kaasukehän kemiallisesta koostumuksesta sekä lämpötilan ja paineen rakenteesta. Tulokset ilmestyvät tänään julkaisusarjassa Nature.

Eksoplaneetta WASP-19b:n kaasukehään aikaisempaa yksityiskohtaisemmin tutkinutta tähtitieteilijäryhmää johtaa Elyar Sedaghati, joka on ESO:n tutkija ja valmistunut vast'ikään oppilaitoksesta TU Berlin. Tämän huomattavan planeetan massa on jokseenkin sama kuin Jupiterilla, mutta se on niin lähellä emotähteään, että sen kiertoaika on vain 19 tuntia ja sen kaasukehän lämpötilan on arvioitu olevan noin 2000 astetta Celsiusta.

WASP-19b:n kulkiessa emotähtensä editse, osa tähden valosta kulkee planeetan kaasukehän halki ja jättää hienovaraisen sormenjäljen valoon, joka aikanaan saapuu Maapallolle. Käyttämällä VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) FORS2-havaintolaitetta tutkimusryhmä pystyi huolellisesti analysoimaan tätä valoa ja päättelemään, että kaasukehä sisältää pieniä määriä titaanioksidia, vetta ja jälkiä natriumista vahvasti sirottavan planeetanlaajuisen usvan ohella.

"Tällaisten molekyylien havaitseminen ei kuitenkaan ole yksinkertainen saavutus," selittää Elyar Sedaghati, joka vietti kaksi vuotta ESO-opiskelijana tämän projektin parissa työskennelläkseen. "Me emme vain tarvitse poikkeuksellisen laadukasta havaintoaineistoa, vaan meidän pitää myös suorittaa hienostunut analyysi. Me käytimme algoritmia, joka tutkii monia miljoonia spektrejä kattaen laajan valikoiman kemiallisia koostumuksia, lämpötiloja ja pilvien sekä usvan ominaisuuksia päätyäksemme johtopäätöksiimme."

Titaanioksinia nähdään harvoin Maapallolla. Sen tiedetään esiintyvän viileiden tähtien kaasukehissä. WASP-19b:n kaltaisten kuumien planeettojen kaasukehissä se toimii lämmönvaraajana. Jos sitä esiintyy riittävän suurissa määrin, nämä molekyylit estävät lämpöä pääsevän kaasukehään tai pois siitä, mikä johtaa termiseen inversioon — lämpötila on korkeampi yläilmakehässä ja pienempi alempana, mikä on normaalitilanteen vastakohta. Otsoni toimii samoin Maan ilmakehässä, jossa se aiheuttaa inversion stratosfäärissä.

"Titaanioksidin olemassaololla WASP-19b:n kaasukehässä voi olla huomattavia vaikutuksia kaasukehän lämpötilarakenteeseen ja -kiertoon," selittää Ryan MacDonald, tutkimusryhmän toinen jäsen ja Cambridgen yliopiston (Iso-Britannia) tähtitieteilijä. "Voidaksemme tutkia eksoplaneettoja tällä yksityiskohtien tasolla on lupaavaa ja hyvin jännittävää," selittää havaintojen teoreettisia tulkintoja valvonut Nikku Madhusudhan Cambridgen yliopistosta.

Tähtitieteilijät keräsivät havaintoja WASP-19b:sta yli vuoden ajan. Mittaamalla planeetan säteen suhteellisia vaihteluita eksoplaneetan kaasukehän halki kulkeneen valon eri aallonpituuksilla ja vertaamalla havaintoja kaasukehämalleihin he kykenivät ekstrapoloimaan eksoplaneetan kaasukehän erilaisia ominaisuuksia, kuten kemiallista koostumusta.

Tämä uusi tieto titaanioksidin kaltaisten metallioksidien ja muiden aineiden olemassaolosta mahdollistaa eksoplaneettojen kaasukehien paljon paremman mallintamisen. Tulevaisuuteen katsoen, kun tähtitieteilijät pystyvät havaitsemaan mahdollisesti elinkelpoisten planeettojen kaasukehiä, parannetut mallit antavat heille paljon paremman käsityksen siitä kuinka tulkita näitä havaintoja.

"Tämä hyvin merkittävä löytö on FORS2-havaintolaitteen vartavasten tähän tarkoitukseen tehtyjen kunnostustöiden tulosta," lisää kunnostustyöprojektia johtanut tutkimusryhmän jäsen Henri Boffin ESO:sta. "Siitä lähtien FORS2 on ollut paras havaintolaite tämänkaltaiseen tutkimukseen Maan pinnalta."

Lisätietoa

Tätä tutkimusta on esitelty tutkimusjulkaisussa "Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter", jonka kirjoittivat Elyar Sedaghati et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature.

Tutkimusryhmään kuuluvat Elyar Sedaghati (ESO; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Saksa; ja TU Berlin, Saksa), Henri M.J. Boffin (ESO), Ryan J. MacDonald (Cambridge University, Iso-Britannia), Siddharth Gandhi (Cambridge University, Iso-Britannia), Nikku Madhusudhan (Cambridge University, Iso-Britannia), Neale P. Gibson (Queen’s University Belfast, Iso-Britannia), Mahmoudreza Oshagh (Georg-August-Universität Göttingen, Saksa), Antonio Claret (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Espanja) ja Heike Rauer (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Saksa ja TU Berlin, Saksa).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT -teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia ESO:n VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Elyar Sedaghati
ESO Fellow
Vitacura, Santiago, Chile
Puh.: +56 2 2463 6537
Sähköposti: esedagha@eso.org

Henri Boffin
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6542
Sähköposti: hboffin@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media