Ezen a bolygón olyan anyag van, amilyet bolygón még nem találtunk

Csillagászok először fedeztek fel egy ritka, csillagokban jellemző, hőmérsékletre érzékeny molekulát egy exobolygó légkörében.

A “hőmérő molekula”, a króm-hidrid egy szűk hőmérséklet-tartományban, 926 és 1730 Celsius-fok között bőségesen előfordul. A WASP-17b “forró Jupiter” exobolygó légkörében fedezték fel, amely egy F-típusú csillag körül kering a Földtől mintegy 1250 fényévre.

Egy ilyen, a hidrogénnel új vegyületet alkotó fém felfedezése egy idegen bolygó légkörében lehetővé tenné a tudósok számára, hogy új módon mérjék a Naprendszeren kívüli világok hőmérsékletét, számolt be a Space.com.

“A króm-hidrid molekulák nagyon érzékenyek a hőmérsékletre”, mondta a kutatás vezetője, Laura Flagg, a New York-i Cornell Egyetem munkatársa a közleményben. “Nagyobb hőmérsékleten csak a krómot látjuk. Alacsonyabb hőmérsékleten pedig más dolgokká alakul át. Tehát csak egy bizonyos hőmérséklettartomány van, ahol a króm-hidrid nagy mennyiségben jelenik meg”.

Űrbéli mályvacukor

A 2010-ben felfedezett WASP-17b már azelőtt is egy igen különleges és extrém exobolygónak számított, hogy a kutatócsoport króm-hidridet talált volna a légkörében. A forró Jupiter mindössze 6,9 millió kilométerre található csillagától, így mindössze 3,4 földi nap alatt tesz meg egy pályát.

A WASP-17 nevű csillagához való közelség miatt a bolygón szélsőséges, körülbelül 1130 Celsius-fokos hőmérséklet uralkodik. Ez a hőmérséklet éppen megfelelő a króm-hidrid molekulák befogadására. Azonban a WASP -17b extrém hőmérsékletének van egy másik következménye is. A gázóriás légköre “felfúvódik”.

Ez azt jelenti, hogy annak ellenére, hogy tömege kevesebb, mint fele a Jupiternek, a Wasp-17b több mint másfélszer szélesebb, mint Naprendszerünk legnagyobb bolygója. A Wasp-17b sűrűsége körülbelül 13%-a a Jupiterének, vagyis köbcentiméterenként körülbelül 0,17 grammot nyom.

Összehasonlításképpen, a mályvacukor sűrűsége 0,21 gramm köbcentiméterenként. A WASP-17b, az egyik legkönnyebb valaha felfedezett exobolygó, és kisebb sűrűségű, mint egy mályvacukor.

A nyomok keresése

A csillagászok nagyfelbontású spektroszkópia segítségével króm-hidridet fedeztek fel a WASP-17b légkörében. Az elemek és kémiai vegyületek meghatározott hullámhosszon nyelik el a fényt, jellegzetes “ujjlenyomatot” hagyva a csillagból érkező fény spektrumában, amelyet spektroszkópiával lehet értékelni.

Flagg és kollégái összehasonlították a csillagból érkező fény spektrumát, amikor a körülötte keringő bolygók a csillag oldalán voltak, a csillagból érkező spektrummal, amikor a bolygó átvonul, vagyis keresztezi a csillag arcát. Ebben a második esetben a csillagból érkező fénynek át kell haladnia az átvonuló bolygó légkörén, és így a csapat ki tudja szúrni azokat az ujjlenyomatokat, amelyek nem voltak jelen a csak a csillagról gyűjtött fény spektrumaiban. Ez elárulja a csapatnak, hogy mely elemek és vegyületek léteznek a bolygó légkörében.

A nagy spektrális felbontás azt jelenti, hogy nagyon pontos információkkal rendelkezünk, mondta Flagg. “Több ezer különböző vonalat kaphatunk. Ezeket különböző statisztikai módszerekkel kombináljuk, egy sablont használunk, és összehasonlítjuk az adatokkal, és összevetjük őket. Ha egyezik, akkor kapunk egy jelet.”

A króm még a “megfelelő” hőmérsékleten is ritka, ami azt jelenti, hogy Flaggnek és kollégáinak rendkívül érzékeny adatokra volt szükségük a jelenlétének megerősítéséhez. Ezt a WASP-17b és csillaga megfigyeléseinek formájában kapták meg, amelyeket a hawaii Maunakea obszervatóriumban 2022 márciusában a GRACES műszerrel (a “Gemini Remote Access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph” rövidítése) végeztek a WASP-17b-ről és csillagáról. A kutatócsoport a GRACES adatait 2017-ben gyűjtött adatokkal erősítette meg, amelyek nem a fémhidridek vadászatára irányultak.

“A tanulmányhoz használt adataink egy része régi volt, amely az adatsor legvégéről. Nem is kerestük volna.”

Most más exobolygók légkörében is vadásznának fémhidridekre, mivel azt gyanítják, hogy ezeket a bizonyítékokat már összegyűjtötték, de eddig elkerülhették a figyelmüket.

“Remélem, hogy ez a tanulmány arra ösztönöz majd más kutatókat, hogy az adataikban krómhidrid és más fémhidridek után kutassanak. Úgy gondoljuk, hogy ott kell lennie. Remélhetőleg több olyan adatot kapunk, amelyek alkalmasak lesznek a krómhidrid keresésére, és végül felépíthetünk egy olyan mintát, amellyel trendeket kereshetünk.”

Érdemes elolvasni:

• A korai univerzum tele lehetett tomboló fekete lyukakkal, de valamiért nem találjuk őket
• 17 éve szűnt meg bolygónak lenni a Plútó