Potraga za egzoplanetima pojavila je mnoge fascinantne studije slučaja. Na primjer, u istraživanjima je došlo do mnogih "vrućih Jupitera", plinskih divova sličnih veličina s Jupiterom, ali u orbiti su vrlo blizu njihovim suncima. Ova posebna vrsta egzoplaneta izazvala je zanimanje astronoma, uglavnom zbog toga što njihovo postojanje izaziva uobičajena razmišljanja o tome gdje mogu postojati plinski divovi u zvjezdanom sustavu.
Stoga je međunarodni tim na čelu s istraživačima iz Europskog opservatorija za jug (ESO) koristio vrlo veliki teleskop (VLT) da bi bolje pogledao WASP-19b, vrući Jupiter smješten 815 svjetlosnih godina od Zemlje. Tijekom ovih opažanja primijetili su da u atmosferi planeta sadrže tragove titanovog oksida, pa su ovo prvi put da je taj spoj otkriven u atmosferi plinovitog diva.
Studija koja opisuje njihova otkrića, pod nazivom "Otkrivanje titanovog oksida u atmosferi vrućeg Jupitera", nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Priroda.Pod vodstvom Elyara Sedaghatija - nedavno diplomiranog studenta Tehničkog sveučilišta u Berlinu i kolege iz Europskog južnog opservatorija - tim je koristio podatke prikupljene nizom VLT tijekom godinu dana za proučavanje WASP-19b.
Kao i svi vrući Jupiteri, WASP-19b ima približno istu masu kao i Jupiter, a u orbiti je vrlo blizu svog sunca. Zapravo, njegovo orbitalno razdoblje je toliko kratko - samo 19 sati - da se temperature u njegovoj atmosferi dosežu čak 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). To je više od četiri puta vruće od Venere, gdje su temperature dovoljno tople da se topi olovo! U stvari, temperature na WASP-19b su dovoljno vruće da rastope silikatne minerale i platinu!
Studija se oslanjala na instrument FOcal Reducer / Low Dispersion Spectrograph 2 (FORS2) na VLT-u, višestruki optički instrument koji može provoditi snimanje, spektroskopiju i proučavanje polariziranog svjetla (polarimetrija). Koristeći FORS2, tim je promatrao planetu kako prolazi ispred svoje zvijezde (aka. Proveo je tranzit), što je otkrilo vrijedne spektre iz njegove atmosfere.
Nakon pažljivog analiziranja svjetlosti koja je prolazila kroz njegove mutne oblake, tim je bio iznenađen kada je pronašao količine titanijevog oksida u tragovima (kao i natrij i vodu). Kao što je Elyar Sedaghati, koji je kao student ESO-a proveo 2 godine radi na ovom projektu, o otkriću u izjavi za ES:
“Otkrivanje takvih molekula nije, međutim, jednostavan nastup. Ne samo da su nam potrebni podaci izvanredne kvalitete, već moramo obaviti i sofisticiranu analizu. Da bismo izvukli naše zaključke, koristili smo algoritam koji istražuje mnogo milijuna spektra koji obuhvaćaju širok raspon kemijskih sastava, temperatura i svojstava oblaka ili maglice.”
Titan oksid je vrlo rijedak spoj za koji se zna da postoji u atmosferi hladnih zvijezda. U malim količinama djeluje kao apsorber topline, pa je vjerojatno da će biti djelomično odgovoran za WASP-19b koji doživljava tako visoke temperature. U dovoljno velikim količinama može spriječiti ulazak topline ili izlaz iz atmosfere, uzrokujući takozvanu termičku inverziju.
To je fenomen gdje su temperature više u gornjoj atmosferi i niže dalje prema dolje. Na Zemlji ozon ima sličnu ulogu, uzrokujući inverziju temperatura u stratosferi. Ali na plinskim divovima to je suprotno od onoga što se obično događa. Dok Jupiter, Saturn, Uran i Neptun doživljavaju hladnije temperature u svojim gornjim atmosferama, temperature su mnogo toplije bliže jezgri zbog povećanja tlaka.
Tim vjeruje da prisutnost ovog spoja može imati značajan utjecaj na temperaturu, strukturu i cirkulaciju atmosfere. Štoviše, činjenica da je tim uspio otkriti ovaj spoj (prvi za istraživače egzoplaneta) pokazatelj je kako studije egzoplaneta postižu novu razinu detalja. Sve će to vjerojatno imati dubok utjecaj na buduće studije atmosfere egzoplaneta.
Studija također ne bi bila moguća da nije instrument FORS2, koji je dodan u VLT niz posljednjih godina. Kao što je komentirao Henri Boffin, instrument znanstvenik koji je vodio projekt obnove:
“Ovo važno otkriće rezultat je obnove instrumenta FORS2, što je i učinjeno upravo u tu svrhu. Od tada je FORS2 postao najbolji instrument za izvođenje ove vrste studija s temelja.”
Gledajući unaprijed, jasno je da će otkrivanje metalnih oksida i drugih sličnih tvari u egzoplanetnim atmosferama također omogućiti stvaranje boljih atmosferskih modela. Imajući to u vidu, astronomi će moći provesti daleko detaljnija i preciznija istraživanja atmosfere egzoplaneta, što će im omogućiti da s većom sigurnošću odmjere da li je bilo koji od njih useljiv ili ne.
I dok ovaj najnoviji planet nema šanse da podrži život - imali biste više sreće u pronalaženju kockica leda u pustinji Gobi! - njegovo otkriće moglo bi vam pomoći u budućnosti do egzoplaneta koji bi se mogao useliti. Na korak bliže pronalaženju svijeta koji bi mogao podržati život, ili možda onu neuhvatljivu Zemlju 2.0!
