Het is onmogelijk om directe beelden van exoplaneten te maken omdat ze worden gemaskeerd door de hoge lichtintensiteit van hun sterren. Echter, astronomen onder leiding van UNIGE stellen voor om moleculen in de atmosfeer van de exoplaneet te detecteren om deze zichtbaar te maken, op voorwaarde dat deze zelfde moleculen afwezig zijn in zijn ster. De onderzoekers hebben een apparaat ontwikkeld dat gevoelig is voor de geselecteerde moleculen, waardoor de ster onzichtbaar wordt en astronomen de planeet kunnen observeren. De resultaten verschijnen in het tijdschrift Astronomie en astrofysica .

Tot nu, slechts een paar planeten die zeer ver van hun gastheersterren verwijderd waren, konden in een afbeelding worden onderscheiden, met name dankzij het SPHERE-instrument dat is geïnstalleerd op de Very Large Telescope (VLT) in Chili, en soortgelijke instrumenten elders. Jens Hoeijmakers, onderzoeker bij de afdeling Astronomie van het Observatorium van de Faculteit Wetenschappen van de UNIGE en lid van NCCR PlanetS, vroeg zich af of het mogelijk zou zijn om de moleculaire samenstelling van de planeten te traceren. "Door te focussen op moleculen die alleen aanwezig zijn op de bestudeerde exoplaneet die afwezig zijn in zijn gastheerster, onze techniek zou de ster effectief "wissen", alleen de exoplaneet achterlatend, " hij legt uit.

Om deze nieuwe techniek te testen, Hoeijmakers en een internationaal team van astronomen gebruikten archiefbeelden gemaakt door het SINFONI-instrument van de ster beta pictoris, waarvan bekend is dat er een gigantische planeet omheen draait, bèta-afbeeldingen b. Elke pixel in deze afbeeldingen bevat het lichtspectrum dat door die pixel wordt ontvangen. De astronomen vergeleken vervolgens het spectrum in de pixel met een spectrum dat overeenkomt met een bepaald molecuul, bijvoorbeeld waterdamp, om te kijken of er een verband is. Als er een verband is, het betekent dat het molecuul aanwezig is in de atmosfeer van de planeet.

Door deze techniek toe te passen op beta pictoris b, de planeet werd perfect zichtbaar bij het zoeken naar water (H2O) of koolmonoxide (CO). Echter, bij het zoeken naar methaan (CH4) en ammoniak (NH3), de planeet blijft onzichtbaar, wat wijst op de afwezigheid van deze moleculen in de atmosfeer van beta pictoris b.

De bèta-pictoris van de hostster blijft in alle vier de situaties onzichtbaar. De ster is extreem heet, en bij deze hoge temperatuur deze vier moleculen worden vernietigd. "Dit is de reden waarom deze techniek ons ​​niet alleen in staat stelt om elementen op het oppervlak van de planeet te detecteren, maar ook om de temperatuur te voelen die daar heerst, " legt de astronoom uit. Het feit dat onderzoekers bèta pictoris b niet kunnen vinden met behulp van de spectra van methaan en ammoniak komt daarom overeen met een temperatuur die voor de planeet op 1700 graden wordt geschat, die te hoog is om deze moleculen te laten bestaan.

"Deze techniek staat nog in de kinderschoenen, ", zegt Hoeijmakers. "Het zou de manier waarop planeten en hun atmosferen worden gekarakteriseerd moeten veranderen. We zijn erg verheugd om te zien wat het zal geven op toekomstige spectrografen zoals ERIS op de Very Large Telescope in Chili of HARMONI op de Extremely Large Telescope die in 2025 zal worden ingehuldigd, ook in Chili, " hij zegt.