Med den senaste milstolpen i upptäckten av den 500: e extra solplaneten är planetariska astronomiens framtid lovande. Med tillägget av observationer av atmosfärer från transiterande planeter, får astronomer en mer fullständig bild av hur planeter bildar och lever.
Hittills har observationerna av atmosfärerna varit begränsade till ”Hot-Jupiter” -planeterna som ofta puffar upp, utökar deras atmosfärer och gör dem lättare att observera. Emellertid en ny uppsättning observationer, som kommer att offentliggöras i 2: e december av Natur, har pressat den undre gränsen och utvidgat observationer av exoplanetära atmosfärer till en superjord.
Planeten i fråga, GJ 1214b passerar framför sin moderstjärna när den ses från jorden vilket möjliggör mindre förmörkelser som hjälper astronomer att fastställa funktioner i systemet, såsom dess radie och även dess täthet. Tidigare arbete, som publicerades i Astrophysical Journal i augusti i år, noterade att planeten hade en ovanligt låg densitet (1,87 g / cm)3). Detta utesluter en helt stenig eller järnbaserad planet samt till och med en jätte snöboll sammansatt av vattenis. Slutsatsen var att planeten var omgiven av en tjock gasformig atmosfär och de tre möjliga atmosfärerna föreslogs som kunde tillfredsställa observationerna.
Den första var att atmosfären tillfördes direkt från den protoplanetära nebulan under bildningen. I detta fall skulle atmosfären troligtvis kvarhålla mycket av den ursprungliga sammansättningen av väte och helium eftersom massan skulle vara tillräcklig för att hindra den från att snabbt fly ut. Den andra var att planeten själv består mestadels av vattenis, koldioxid, kolmonoxid och andra föreningar. Om en sådan planet bildades, kan sublimering resultera i bildandet av en atmosfär som inte skulle kunna fly. Slutligen, om en stark komponent av stenigt material bildade planeten, kan utgasningar ge en atmosfär av vattenånga från gejsrar, såväl som kolmonoxid och koldioxid och andra gaser.
Utmaningen för att följa astronomer skulle vara att matcha atmosfärens spektra till en av dessa modeller, eller möjligen en ny. Det nya teamet består av Jacob Bean, Eliza Kempton och Derek Homeier, som arbetar från University of Göttingen och University of California, Santa Cruz. Deras spektra av planetens atmosfär var till stor del prestandalös och visade inga starka absorptionslinjer. Detta utesluter till stor del det första fallet där atmosfären mestadels är väte om det inte finns ett tjockt molnskikt som döljer signalen från den. Teamet konstaterar dock att detta konstaterande överensstämmer med en atmosfär som till stor del består av ångor från is. Författarna är noga med att notera att ”planeten inte skulle innehålla flytande vatten på grund av de höga temperaturerna som finns i hela atmosfären.”
Dessa fynd visar inte slutgiltigt atmosfärens natur, utan begränsar degenerationen till antingen en ångfylld atmosfär eller en med tjocka moln och dis. Trots att han inte helt har minskat möjligheterna noterar Bean att tillämpningen av transportspektroskopi på en superjord har "nått en riktig milstolpe på vägen mot att karakterisera dessa världar." För ytterligare studier föreslår Bean att "[f] ollow-up observationer i längre våglängd infrarött ljus nu behövs för att avgöra vilken av dessa atmosfärer som finns på GJ 1214b."
