Astronomowie po raz pierwszy zbadali izotopy na egzoplanecie

Międzynarodowa grupa naukowców w atmosferze oddalonego o 300 lat świetlnych gazowego olbrzyma TYC 8998-760-1 b zmierzyła ilość różnych izotopów.

Izotopy to różne postacie tego samego pierwiastka, które mają inną liczbę neutronów w jądrze. Na przykład węgiel C-12 ma 6 neutronów, dużo rzadziej występujący C-13 - 7, a C-14 - aż 8.

Neutrony nie wpływają silnie na reakcje chemiczne, choć pod pewnymi względami w tych samych warunkach różne izotopy zachowują się nieco inaczej.

Autorzy nowej publikacji w „Nature”, z pomocą ulokowanego w Chile urządzenia Very Large Telescope wykryli nietypowe proporcje izotopów węgla w atmosferze wspomnianej planety.

Ten gazowy olbrzym jest 14 razy cięższy od Jowisza - największego ciała Układu Słonecznego.

Pomiary pokazały nietypowo wysoki stosunek ilości węgla C-13 do C-12.

Pierwiastek ten jest przy tym obecny głównie w postaci tlenku węgla.

Izotopy badacze zdołali rozróżnić dlatego, że pochłaniają one promieniowanie o nieco innej długości fali.

„To naprawdę niezwykłe, że możemy mierzyć takie rzeczy w atmosferze egzoplanety, z tak dużego dystansu” - podkreśla kierujący pracami Yapeng Zhang z Obserwatorium Astronomicznego w Lejdzie.

Badacze spodziewali się, że 1 na 70 atomów węgla będzie węglem C-13, ale wykryli go dwukrotnie więcej.

Podejrzewają, że to wynik nietypowej historii formowania się dalekiego globu.

„Planeta ta znajduje się 150 razy dalej, niż Ziemia od Słońca. Na tak dużym dystansie prawdopodobnie utworzył się lód zawierający więcej węgla C-13, przez co większa jego ilość znalazła się w atmosferze” - wyjaśnia Paul Mollière z Instytutu Astronomicznego Maxa Plancka.

Większa ilość izotopu C-13 może, jak twierdzą naukowcy, oznaczać szybsze zamarzanie tlenku węglu w protoplanetarnym dysku, z którego planety się formują.

Planety w Układzie Słonecznym mogły nie zgromadzić dużych ilości takiego lodu, ponieważ odpowiednio niska temperatura panuje dopiero za orbitą Neptuna (najdalszej planety Układu).

Egzoplaneta TYC 8998-760-1 b została znaleziona zaledwie dwa lata temu przez doktoranta Uniwersytetu w Lejdzie Alexandra Bohna, współautora nowego artykułu.

„To niesamowite, że takiego odkrycia dokonano na ‘mojej’ planecie. Prawdopodobnie będzie ono jednym z wielu” - twierdzi młody badacz.

„Spodziewamy się, że w przyszłości izotopy będą coraz bardziej pomagały w zrozumieniu, jak, gdzie i kiedy planety się formują. Ten rezultat to dopiero początek” - mówi prof. Ignas Snellen, także z Uniwersytetu w Lejdzie.

Więcej informacji na stronach:http://www.mpia.de/news/science/2021-10-carbon13

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03616-x (PAP)

Autor: Marek Matacz

mat/ agt/