Vânătoarea exoplanetelor a pus la punct numeroase studii de caz fascinante. De exemplu, sondajele au descoperit numeroși „Jupiteri fierbinți”, giganti de gaz care au dimensiuni similare cu Jupiter, dar orbitează foarte aproape de soarele lor. Acest tip particular de exoplanet a fost o sursă de interes pentru astronomi, mai ales pentru că existența lor contestă gândirea convențională despre unde pot exista giganții de gaz într-un sistem cu stele.
De aceea, o echipă internațională condusă de cercetători de la Observatorul European Sud (ESO) a folosit foarte mare telescopul (VLT) pentru a arunca o privire mai bună la WASP-19b, un Jupiter fierbinte situat la 815 ani-lumină de Pământ. În cursul acestor observații, au observat că atmosfera planetei conține urme de oxid de titan, ceea ce face prima dată când acest compus a fost detectat în atmosfera unui gigant gazos.
Studiul care descrie concluziile lor, intitulat „Detecția oxidului de titan în atmosfera unui Jupiter fierbinte”, a apărut recent în jurnalul de știință Natură.Condusă de Elyar Sedaghati - un recent absolvent al Universității Tehnice din Berlin și coleg la Observatorul European din Sud - echipa a utilizat datele colectate de tabloul VLT pe parcursul unui an pentru a studia WASP-19b.
Ca toate Jupiterele calde, WASP-19b are aproximativ aceeași masă ca Jupiter și orbitează foarte aproape de soarele său. De fapt, perioada sa orbitală este atât de scurtă - doar 19 ore - încât temperaturile din atmosfera sa sunt estimate până la 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). Este de patru ori mai cald decât Venus, unde temperaturile sunt destul de calde pentru a topi plumbul! De fapt, temperaturile de pe WASP-19b sunt suficient de fierbinți pentru a topi mineralele silicate și platina!
Studiul s-a bazat pe instrumentul FOcal Reducer / Spectrograph 2 cu dispersie joasă (FORS2) de pe VLT, un instrument optic multimod capabil să conducă imagistica, spectroscopie și studiul luminii polarizate (polarimetrie). Folosind FORS2, echipa observând planeta în timp ce trecea prin fața stelei sale (de asemenea, a făcut un tranzit), ceea ce a dezvăluit spectre valoroase din atmosfera sa.
După ce a analizat cu atenție lumina care a trecut prin norii săi de ceață, echipa a fost surprinsă să găsească urme de oxid de titan (precum și sodiu și apă). Așa cum a declarat Elyar Sedaghati, care a petrecut 2 ani ca student cu ESO pentru a lucra la acest proiect, despre descoperirea într-un comunicat de presă ES:
“Detectarea unor astfel de molecule nu este totuși simplă. Nu numai că avem nevoie de date de o calitate excepțională, dar trebuie să realizăm și o analiză sofisticată. Pentru a trage concluziile noastre, am folosit un algoritm care explorează multe milioane de spectre care acoperă o gamă largă de compoziții chimice, temperaturi și proprietăți de nor sau de ceață.”
Oxidul de titan este un compus foarte rar despre care se știe că există în atmosfera stelelor reci. În cantități mici, acționează ca un absorbant de căldură și, prin urmare, este probabil să fie parțial responsabil pentru WASP-19b care se confruntă cu temperaturi atât de ridicate. În cantități suficiente, poate împiedica căldura să intre sau să scape de atmosferă, provocând ceea ce este cunoscut sub numele de inversiune termică.
Acesta este un fenomen în care temperaturile sunt mai ridicate în atmosfera superioară și mai mici în jos. Pe Pământ, ozonul joacă un rol similar, provocând o inversare a temperaturilor în stratosferă. Dar pe gigantii cu gaz, acesta este opusul a ceea ce se întâmplă de obicei. În timp ce Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun experimentează temperaturi mai reci în atmosfera lor superioară, temperaturile sunt mult mai calde mai aproape de miez, datorită creșterii presiunii.
Echipa consideră că prezența acestui compus ar putea avea un efect substanțial asupra temperaturii, structurii și circulației atmosferei. Ba mai mult, faptul că echipa a fost capabilă să detecteze acest compus (primul pentru cercetătorii exoplanetari) este o indicație a modului în care studiile exoplanetelor ating noi niveluri de detaliu. Toate acestea pot avea un impact profund asupra studiilor viitoare asupra atmosferelor exoplanetare.
Studiul nu ar fi fost posibil, dacă nu ar fi fost instrumentul FORS2, care a fost adăugat la tabloul VLT în ultimii ani. După cum a comentat Henri Boffin, omul de știință instrumentist care a condus proiectul de reamenajare:
“Această descoperire importantă este rezultatul unei recondiționări a instrumentului FORS2 care a fost făcut exact în acest scop. De atunci, FORS2 a devenit cel mai bun instrument pentru a realiza acest tip de studiu de la sol.”
Privind în viitor, este clar că detectarea oxizilor metalici și a altor substanțe similare în atmosfere exoplanetare va permite, de asemenea, crearea de modele atmosferice mai bune. Cu acestea în mână, astronomii vor putea efectua studii mult mai detaliate și mai exacte asupra atmosferelor exoplanetare, ceea ce le va permite să evalueze cu mai multă certitudine dacă unul dintre ei este sau nu locuibil.
Deci, în timp ce această ultimă planetă nu are nicio șansă să susțină viața - ai avea mai mult noroc să găsești cuburi de gheață în deșertul Gobi! - descoperirea sa ar putea ajuta la orientarea pe viitor către exoplanetele locuibile. Cu un pas mai aproape de a găsi o lume care ar putea susține viața, sau posibil acea Pământ 2.0 evazivă!
