Planet som fordamper observert for første gang av europeiske astronomer

Europeiske astronomer observerer den første planet som fordamper
17 mars 2003

ESA PR 15-2003. Ved hjelp av Hubble-romteleskopet har astronomer for første gang observert hvordan en ekstrasolar planets atmosfære avgis til rommet. Til syvende og sist vil så meget av planeten kunne forsvinne at bare en tett kjerne blir igjen. Vi har å gjøre med en ekstrasolar planet kjent som en ”varm Jupiter”. Disse kjempestore gassplanetene går i baner nær stjernene de tilhører – det virker som om de trekkes til dem som nattsvermere til en lyskilde.

Den svidde planeten, som kalles HD 209458b, befinner seg i en bane ”bare” 7 millioner kilometer fra sin gule, Sol-lignende stjerne. Til sammenligning går Jupiter, den innerste gassplaneten i vårt solsystem, i en 780 millioner kilometers bane. NASA/ESA Hubble-romteleskopet har observert en varm og oppblåst, fordampende hydrogenatmosfære rundt planeten. Det store, omspennende laget av hydrogen har form av en komet med en typisk hale. Planeten kretser rundt stjernen i en tett, 3,5 dagers bane. Jorden har også en strukket atmosfære av hydrogen, men tapet er vesentlig mindre.

European astronomers observe first evaporating planet
Tegning av planeten HD 209458b under passering foran stjernen

En hovedsaklig europeisk gruppe ledet av Alfred Vidal-Madjar (Institut d´Astrophysique de Paris, CNRS, Frankrike) rapporterer denne oppdagelsen i 13. mars utgaven av tidsskriftet Nature. ”Vi ble overrasket av å se at denne planetens hydrogenatmosfære strekker seg over mer enn 200 000 kilometer”, sier Vidal-Madjar.

Det kraftige lyset fra stjernen vanskeliggjør studier av ekstrasolare planeter, spesielt hvis de befinner seg nær stjernen. Planeten i dette tilfellet var da også for nær stjernen til at Hubble-romteleskopet kunne fotografere den direkte. Astronomene var imidlertid i stand til å observere planeten indirekte fordi den blokkerte lyset fra en liten del av stjernen under passering i forkant. Lyset som går gjennom atmosfæren rundt planeten spres og påvirkes slik at den får en spesiell signatur, noe tilsvarende det som skjer når solstrålene farges rødt av Jordens atmosfære ved solnedgang. Astronomene brukte Hubble-romteleskopets STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) for å finne hvor meget av planetens atmosfære som filtrerer ut lys fra stjernen. De så et bemerkelseverdig fall i stjernens hydrogenemisjon. En stor, oppblåst planetatmosfære er beste forklaring.

Location of star HD 209458
Stjernen HD 209458´s beliggenhet

Hva får atmosfæren til å forsvinne? Planetens ytre atmosfære er oppvarmet og utvidet så meget av stjernen at den begynner å unnslippe planetens gravitasjon. ”Atmosfæren varmes opp, hydrogenet frigjør seg fra gravitasjonskraften og presses bort av lyset fra stjernen slik at det oppstår en hale bak planeten, akkurat som på en komet”, sier Alain Lecavelier des Etangs ved Institut d´Astrophysique de Paris. Astronomene anslår mengden av unnsluppet hydrogen fra HD 209458b til minst 10 000 tonn i sekundet, muligens atskillig mer. Planeten kan derfor alt ha mistet en god del av sin masse.

HD 209458b tilhører en type ekstrasolare planeter kjent som ”varme Jupitere”. Slike planeter går i baner farlig nær stjernene sine. De er enorme gassplaneter som må ha oppstått i de kalde, ytre delene av et solsystem og deretter nærmet seg stjernen i spiralbaner. Den nye oppdagelsen vil kunne bidra til forklaringen på hvorfor en ”varm Jupiter” så ofte går i en bane bare noen få millioner kilometer fra stjernen. Vanligvis finner man dem ikke særlig nærmere enn 7 millioner kilometer, avstanden for HD 209458b. For øyeblikket er minste avstand 5,7 millioner kilometer. En ”varm Jupiter” har omløpstider ned mot tre dager, men aldri mindre. Kanskje atmosfærefordampningen spiller en rolle når det gjelder den nedre grensen for banehøyden til en ”varm Jupiter”.

Fakta

The Hubble space telescope
Hubble-romteleskopet

HD 209458b har en diameter på 1,3 ganger Jupiters, og massen er to tredjedeler. Banen er en åttendedel av Merkurs rundt Solen. Den ekstrasolare planetens stjerne har likhetstrekk med Solen, og befinner seg 150 lysår fra Jorden. Den er synlig med en god kikkert som en stjerne av syvende størrelsesklasse i stjernebildet Pegasus. I 1999 ble stjernen plutselig berømt da den ekstrasolare planeten HD 209458b passerte foran skiven og ga en delvis formørkelse. Dette var den første bekreftede passering av en ekstrasolar planet. I 2001 oppdaget Hubble-romteleskopet grunnstoffet natrium i den lavere del av HD 209458b´s atmosfære, første signatur av en atmosfære på en ekstrasolar planet.

Forskergruppen består av A. Vidal-Madjar, A. Lecavelier des Etangs, J.-M.Désert, R. Feriet og G. Hébrard (Institut d´Astrophysique de Paris, CNRS, Frankrike), G. Ballester (University of Arizona, USA) og M. Mayor (Geneva Observatory, Sveits). Med Hubble-romteleskopet observerte de tre passeringer av planeten foran stjernen. Observasjonene av hydrogenlaget ble gjort i ultrafiolett (Lyman-alfa) bølgelengdeområdet ved hjelp av Hubble-romteleskopets STIS-spektrograf. Hubbles posisjon over jordatmosfæren gjør romobservbatoriet til det eneste verktøy for den slags observasjoner i øyeblikket.

Leting etter og studier av ekstrasolare planeter er formålet for flere av ESA´s vitenskapelige prosjekter. Eddington, som blir skutt opp i 2007, skal for eksempel finne et stort antall ”varme Jupitere” tilsvarende HD 209458b. Disse planetene kan bli ideelle mål for samme type oppfølgende studier med store rom- og bakkebaserte teleskoper.

For mer informasjon, kontakt:

ESA Communication Department
Media Relations Office
Paris, Frankrike
Tel: +33(0)15369 7155
Fax: +33(0)1 5369 7690

Lars Lindberg Christensen, Hubble European Space Agency Information Centre, Garching, Tyskland
Telefon: +49-89-3200-6306
E-post: lars@eso.org

Alfred Vidal-Madjar, Institut d'Astrophysique de Paris (IAP/CNRS), Paris, Frankrike
Telefon: +33-1-44-32-80-73
E-post: alfred@iap.fr

Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, United States
Telefon: +1-410-338-4514
E-post: villard@stsci.edu

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.