Voor het eerst hebben astronomen met behulp van telescopen op de grond licht gemeten dat is uitgestraald door extrasolaire planeten rond zonachtige sterren. Door het licht van een planeet op verschillende golflengten te meten, wordt het spectrum van de planeet onthuld, dat kan worden gebruikt om de dagtemperatuur van de planeet te bepalen. Bovendien kan dit spectrum veel fysische processen in de atmosfeer van de planeet onthullen, zoals de aanwezigheid van moleculen zoals water, koolmonoxide en methaan, en de herverdeling van warmte over de planeet. "Deze eerste directe detectie van licht dat door een andere planeet wordt uitgezonden met behulp van bestaande telescopen op de grond, is een belangrijke mijlpaal in de studie van planeten buiten ons eigen zonnestelsel", zegt professor Gary Davis, directeur van de Britse infraroodtelescoop (UKIRT) . 'Dit is een heel spannende wetenschappelijke ontdekking.'
De metingen van de eerste planeet, TrES-3b, werden uitgevoerd door een team van astronomen van de Universiteit van Leiden, met behulp van de William Herschel-telescoop (WHT) op La Palma (Canarische Eilanden, Spanje) en de Britse infraroodtelescoop op Mauna Kea in Hawai`i. TrES-3b bevindt zich in een zeer krappe baan rond zijn gastheerster, TrES-3, en gaat eenmaal per 31 uur door de stellaire schijf. Ter vergelijking: Mercurius draait eens in de 88 dagen om de zon. TrES-3b is net iets groter dan Jupiter, maar cirkelt veel dichter rond zijn moederster dan Mercury, waardoor het een 'hete jupiter' wordt.
Met UKIRT-waarnemingen werd de planeet voor de ster gepasseerd, van waaruit de grootte van de planeet uiterst nauwkeurig is berekend. De WHT-waarnemingen laten ook het moment zien waarop de planeet achter de ster beweegt, en laten toe om de sterkte van het planeetlicht te meten. Astronomen proberen dit effect al vele jaren vanaf de grond te observeren, en dit is het eerste succes.
Ernst de Mooij, leider van het onderzoeksteam: “Hoewel een aantal van dergelijke waarnemingen eerder vanuit de ruimte zijn gedaan, betrof het metingen bij lange golflengten, waarbij het contrast in helderheid tussen de planeet en de ster veel hoger is. Dit zijn niet alleen de eerste observaties van dit type op de grond, ze zijn ook de eerste die in het nabij-infrarood worden uitgevoerd, met golflengten van 2 micron voor deze planeet, waar hij het grootste deel van zijn straling uitzendt. ”
De onderzoekers bepaalden dat de temperatuur van TrES-3b iets meer dan 2000 Kelvin was. "Aangezien we weten hoeveel energie het zou moeten ontvangen door het type van zijn gastheerster, geeft dit ons inzicht in de thermische structuur van de atmosfeer van de planeet", voegde Dr. Ignas Snellen toe, "wat consistent is met de voorspelling dat deze planeet zou moeten hebben een zogenaamde 'inversielaag'. Het is absoluut verbazingwekkend dat we nu echt de eigenschappen van zo'n verre wereld kunnen onderzoeken ”.
Een atmosferische inversielaag is een luchtlaag waar de normale temperatuurverandering met hoogte omkeert. De huidige theorie zegt dat er twee soorten 'hete jupiters' zijn, een met een inversielaag en een zonder. Een theorie is dat de aanwezigheid van een inversielaag afhangt van de hoeveelheid licht die de planeet van zijn ster ontvangt. Als de inversielaag zou kunnen worden bevestigd, bijvoorbeeld door metingen op andere golflengten, zouden deze waarnemingen perfect in deze theorie passen.
Een tweede team heeft een gronddetectie uitgevoerd van een andere extrasolaire planeet, OGLE-TR-56b, met behulp van de Very Large Telescope van de Southern Observatory. Deze planeet is ongeveer 5000 lichtjaar van ons verwijderd en bevindt zich in het centrum van de melkweg. De planeet is behoorlijk heet; de atmosfeer is meer dan 4.400 graden Fahrenheit (2.400 graden Celsius). Dit is een van de heetste exoplaneten die zijn ontdekt.
De onderzoekers zeggen dat beide historische observaties een nieuw venster zullen openen voor het bestuderen van exoplaneten en hun atmosfeer met behulp van telescopen op de grond, en veelbelovend zijn voor het gebruik van toekomstige extreem grote telescopen die een veel hogere gevoeligheid zullen hebben dan de telescopen die tegenwoordig worden gebruikt.
Papier voor TrES-3b.
Papier voor OGLE-TR-56b
Bron: Joint Astronomy Center
