En ny metod har gjort det möjligt för astronomer att detaljstudera en exoplanets atmosfär trots att den aldrig passerar framför sin stjärna.
Ett internationellt forskarlag använde ESO:s jätteteleskop VLT för att direkt fånga det svaga skenet från planeten Tau Boötis b och därmed även studera planetens atmosfär. För första gången sedan planeten upptäcktes för 15 år sedan kunde forskarna dessutom göra pålitliga mätningar av planetens bana och dess massa. Planetens atmosfär verkar vara svalare längre upp, något som överraskat forskarna. Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Nature den 28 juni 2012.
År 1996 blev planeten Tau Boötis b en av de första exoplaneter som upptäcktes. Den är fortfarande en av de närmaste kända planeterna som kretsar kring andra stjärnor än vår egen. Värdstjärnan är lätt synlig för blotta ögat, men dess planet är desto svårare att få syn på. Fram tills nu har den bara gett sig till känna genom sin gravitationella påverkan på stjärnan. Tau Boötis b är en stor planet av den typ som kallas “heta Jupitrar” och kretsar mycket nära sin stjärna.
Likt de flesta exoplaneter passerar planeten aldrig framför stjärnans skiva sedd från jorden. Tidigare har det krävts observationer av sådana passager för att heta jupitrars atmosfärer ska kunna undersökas. När en planet passerar framför sin stjärna lämnar dess atmosfär ett avtryck i stjärnljuset. Då stjärnans ljus aldrig passerar genom Tau Boötis b:s atmosfär har planetens atmosfär inte tidigare kunnat studeras.
Nu har astronomer, efter 15 års försök, till slut lyckats observera det svaga skenet från en het jupiter. Astronomer har för första gången gjort pålitliga mätningar av atmosfären hos Tau Boötis b och har dessutom kunnat uppskatta planetens massa. Forskarteamet använde instrumentet CRIRES på jätteteleskopet VLT (Very Large Telescope) vid ESO:s Paranalobservatorium i Chile. De kombinerade högkvalitativa observationer i infrarött ljus (med våglängd kring 2,3 mikrometer) med ett fiffigt nytt knep för att skilja ut det svaga skenet från planeten från dess stjärnas mycket starkare signal.
Matteo Brogi vid Leidenobservatoriet i Nederländerna är huvudförfattare till en forskningsartikel om upptäckten.
– Tack vare de högkvalitativa observationerna från VLT och CRIRES kunde vi studera systemets spektrum i mycket mer detalj än vad som tidigare varit möjligt. Bara omkring 0,01 procent av ljuset vi ser kommer från planeten och resten från stjärnan, så det här var inte lätt.
De flesta planeter som upptäckts kring andra stjärnor hittades genom deras gravitationella påverkan på värdstjärnorna. Med den metoden är informationen som kan fås om en planets massa begränsad: bara en nedre gräns kan beräknas för planetens massa. Den nya metoden som används här är mycket mer kraftfull. Då astronomerna direkt kunnat se planetens ljus kunde de mäta hur mycket dess bana lutar och därmed noggrant uppskatta planetens massa. Genom att mäta förändringar i planetens rörelser medan den kretsar kring stjärnan kunde teamet för första gången bestämma att Tau Boötis b:s bana lutar 44 grader mot stjärnan. Planetens massa kunde därmed bestämmas till sex gånger Jupiters massa.
