Tak tworzą się obce światy - ważna chwila w badaniach naukowców
Astronomowie po raz pierwszy wykryli izotopy w atmosferze planety pozasłonecznej. Odkrycie to daje nam nowe spojrzenie na słabo poznany proces formowania się obcych światów. Naukowcy nie ukrywają, że to naprawdę wyjątkowy moment.
W atmosferze egzoplanety TYC 8998-760-1 b, wykryto formę węgla znaną jako węgiel-13. Odkrycie to sugeruje, że egzoplaneta uformowała się daleko od swojej gwiazdy macierzystej, w zimnych rejonach jej układu, poza tzw. linią śniegu.
- To naprawdę wyjątkowe, że możemy zmierzyć izotopy w atmosferze egzoplanety, w tak dużej odległości - powiedział Yapeng Zhang, astronom z Leiden University.
Planeta TYC 8998-760-1 b została odkryta w 2019 roku. Należy do niezwykle rzadkiej grupy egzoplanet - tych, które udało nam się bezpośrednio zobrazować. TYC 8998-760-1 b krąży wokół swojej gwiazdy w dość dużej odległości - około 160 jednostek astronomicznych (j.a.). Dla porównania - Pluton krąży wokół Słońca w odległości 40 j.a.
Egzoplaneta jest również bardzo duża - ma masę ok. 14 razy większą i średnicę 2 razy większą od Jowisza, co oznacza, że jest stosunkowo łatwa w obserwacji. Zespół naukowców pod kierownictwem Zhanga przyjrzał się jej bliżej, aby sprawdzić, czy światło odbite od gwiazdy może im coś powiedzieć.
Uczeni użyli instrumentu zwanego Spectrograph for Integral Field Observations in the Near Infrared (SINFONI) na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile. Instrument ten obserwuje widmo światła - zespół szukał cech absorpcji. Są to ciemne linie w widmie, które powstają, gdy pewne długości fali światła są absorbowane przez konkretne pierwiastki. Badacze odkryli, że długość fali pochłanianej przez TYC 8998-760-1 b odpowiada węglowi-13, jednemu z izotopów węgla.
Izotopy to odmiany tego samego pierwiastka, które mają taką samą liczbę protonów i elektronów, ale różną liczbę neutronów. Węgiel-12, najbardziej stabilna postać węgla, ma ich sześć. Węgiel-13 ma sześć protonów i sześć elektronów, ale siedem neutronów. Ma to znaczenie, ponieważ ich drogi powstawania są różne i zachowują się inaczej w zależności od warunków środowiskowych.
Na TYC 8998-760-1 b naukowcy spodziewali się pewnej obfitości węgla. Ilość węgla-13, którą znaleźli w atmosferze egzoplanety była dwukrotnie wyższa od oczekiwanej. Zespół uważa, że może nam to powiedzieć coś o warunkach, w jakich uformowała się TYC 8998-760-1 b.
- Planeta znajduje się ponad sto pięćdziesiąt razy dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca. W tak dużej odległości, lód prawdopodobnie uformował się z większą ilością węgla-13, powodując wyższą frakcję tego izotopu w dzisiejszej atmosferze planety - wyjaśnił astrofizyk Paul Mollière z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech.
Ten region byłby poza linią śniegu tlenku węgla - odległością od gwiazdy, poza którą tlenek węgla kondensuje się i zamarza z gazu w lód (różne gazy mają różne linie śniegu).
Wykrycie izotopów w atmosferach nie będzie jeszcze możliwe dla wielu egzoplanet, ale w miarę jak nasze teleskopy będą się poprawiać, może to zapewnić nowe środki do badania formowania się egzoplanet.
