Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van astronomen van de Universiteit van Amsterdam, heeft voor het eerst rechtstreeks de aanwezigheid van ijzer in de atmosfeer van een exoplaneet aangetoond. De onderzoekers ontdekten emissielijnen van ongeladen ijzeratomen in het lichtspectrum van KELT-9b. De waarneming was gecompliceerd omdat de exoplaneet wordt overschaduwd door zijn heldere gastster.

De exoplaneet KELT-9b draait in 36 uur om zijn ster KELT-9. De ster en de planeet bevinden zich op een afstand van ongeveer 620 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Zwaan. De ster heeft een temperatuur van meer dan 10, 000 graden, bijna twee keer zo heet als de zon. De planeet KELT-9b is groter dan Jupiter. Het is dicht bij zijn ster, ongeveer dertig keer dichter dan de aarde bij de zon.

De onderzoekers wisten al dat er ijzer in de planetaire atmosfeer moest zitten. Een paar jaar geleden, ze zagen hier al tekenen van toen ze het sterlicht bestudeerden terwijl de planeet voor zijn ster langs ging

In de nieuwe waarnemingen de onderzoekers keken rechtstreeks naar het licht van de planeet. Dit is ingewikkeld, zoals de planeet wordt overschaduwd door het licht van zijn ster. Verder, vanwege de nabijheid van zijn gastster, een jaar op de planeet duurt ongeveer anderhalve dag. Gedurende de helft van dit zeer korte jaar, " de nachtzijde van de planeet is naar de aarde gericht, maar dat is te donker om te zien. Dus, de onderzoekers vingen het licht op tijdens een krappe 8 uur net voordat de planeet achter de ster verdween, om zijn heter te observeren, lichtere dagzijde.

Lorenzo Pino (Universiteit van Amsterdam), hoofdauteur van de studie, vergelijkt het zoeken naar het licht van de exoplaneet in de schittering van zijn gastheerster met het kijken naar een vuurvlieg bij een lantaarnpaal:"Een paar jaar geleden zagen we de schaduw van de vuurvlieg, of in ons geval de schaduw van de exoplaneet. We hebben nu rechtstreeks naar de exoplaneet gekeken."

Kruiscorrelatie

De onderzoekers deden hun waarnemingen op het Spaanse eiland La Palma in de nacht van 22 juli, 2018 met behulp van een Italiaanse telescoop, de Telescopio Nazionale Galileo. Deze telescoop is voorzien van HARPS-N, een spectrograaf die licht kan splitsen en de aanwezigheid van specifieke atomen en moleculen kan onthullen. De onderzoekers hebben de emissielijnen van atomen geëxtraheerd met behulp van een techniek die kruiscorrelatie wordt genoemd.

Pino vergelijkt kruiscorrelatie met het Photoshoppen van een reeks filmbeelden:"The star is stationary, maar de planeet beweegt. De kruiscorrelatie is een soort filter dat met de planeet meebeweegt. Hierdoor kunnen we het planetaire licht isoleren."

Hubble Ruimtetelescoop

Op basis van de gegevens, de onderzoekers denken nu dat het ijzer in de atmosfeer van exoplaneet KELT-9b het bovenste deel van de atmosfeer verwarmt, waardoor het warmer is dan het onderste deel. Het idee is dat het ijzer het sterrenlicht absorbeert, waardoor de atmosfeer wordt verwarmd. Op aarde, een soortgelijk proces vindt plaats in de atmosfeer. Echter, in dit geval is het niet ijzer maar ozon dat de toplagen verwarmt.

In de toekomst, de onderzoekers hopen een dieper onderzoek uit te voeren door het ijzergehalte in de planetaire atmosfeer nauwkeurig te meten. Bijvoorbeeld, dit zou kunnen gebeuren met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop waarop Lorenzo Pino observatietijd heeft gekregen. uiteindelijk, de onderzoekers hopen te onthullen hoe heet, gasvormige gigantische exoplaneten zoals KELT-9b ontstaan ​​en waarom er geen vergelijkbare voorbeelden zijn in ons eigen zonnestelsel.