Een internationaal team onder leiding van de astrofysicus Carolina von Essen, heeft de OSIRIS-spectrograaf op de Gran Telescopio Canarias (GTC) gebruikt om de chemische samenstelling te bestuderen van een planeet met een evenwichtstemperatuur van ongeveer 3, 200 °C.

WASP-33, het planeet-stersysteem dat het onderwerp is van dit onderzoekswerk, ligt zo'n 380 lichtjaar van de aarde. De gastster is de eerste Delta Scuti-ster waarvan bekend is dat hij in een baan om een ​​hete Jupiter draait. De uitgesproken stellaire pulsaties, perioden tonen die vergelijkbaar zijn met de duur van de primaire transit, interfereren met het modelleren van vervoer. Dus, het is buitengewoon uitdagend om een ​​goede karakterisering van de fysieke eigenschappen van de exoplaneet uit te voeren zonder de variabiliteit van de ster aan te pakken.

WASP-33b is op zichzelf al erg interessant:de temperatuur is ongeveer 3, 200 °C, waardoor het een van de weinige ultra-hete Jupiter-exoplaneten is die tot nu toe bekend zijn. Zijn omlooptijd is slechts 29 uur, en zijn baan staat bijna loodrecht op het equatoriale vlak van de ster. Onder andere verzameling van eigenaardigheden, zijn bewegingszin is tegengesteld aan die van de rotatie van de ster.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica , analyseert de chemische samenstelling van zijn atmosfeer. Dit is belangrijk omdat "de huidige modellen van exoplanetaire atmosferen voorspellen dat de ultrahete Jupiters vrij van wolken zouden moeten zijn, en presenteren een reeks oxiden in het zichtbare spectrum, zoals vanadiumoxide, titaanoxide, en aluminiumoxide, " legt Carolina von Essen uit, van de Universiteit van Aarhus (Denemarken), de hoofdonderzoeker van dit onderzoek. "Maar er is een beperkt aantal exoplaneten waarvoor deze moleculen met een hoge significantie zijn gedetecteerd, waardoor we de modellen in twijfel trekken."

Een gedetailleerde bepaling van de chemische samenstelling van ultra-hete Jupiters kan de huidige modellen van exoplaneetatmosferen op de proef stellen. Er is een nauwe symbiose tussen modellen en waarnemingen, waarvan deze studie een goed voorbeeld is, omdat het het eerste teken van aluminiumoxide in de atmosfeer van WASP-33b onthult, zoals de theorie voorspelde.

"De gevoeligheid en prestaties van GTC en OSIRIS waren de sleutel tot het succes van deze uitdagende observaties, " zegt Herve Bouy, co-auteur van dit artikel. "Deze combinatie heeft gemaakt van de GTC, in recente jaren, een belangrijke telescoop in de studie van exoplanetaire atmosferen, " voegt Antonio Cabrera Lavers toe, GTC Hoofd Wetenschapsactiviteiten.

Dankzij de uiterst nauwkeurige gegevens die door GTC/OSIRIS werden verzameld, kon dit team een ​​fysiek gemotiveerd model construeren van de intrinsieke variabiliteit van de gastster. Hier, de pulsaties van WASP-33 en hun amplitudeveranderingen met golflengte werden in overweging genomen bij het bepalen van de chromatische variabiliteit van de planetaire grootte. "Met behulp van moderne methoden voor het bepalen van de chemische samenstelling van WASP-33b, we vinden dat het kenmerk dat wordt waargenomen in het transmissiespectrum van WASP-33b tussen 450 en 550 nm het best kan worden verklaard door aluminiumoxide in zijn atmosfeer, ", zegt von Essen. Het team is geen significant bewijs van andere moleculen tegengekomen, maar een vrij hoge hoeveelheid aluminiumoxide. Dus, nieuwe waarnemingen van op de grond en in de ruimte gebaseerde instrumenten zullen nodig zijn om deze detectie te bevestigen.