Une équipe d'astronomes dirigée par AIP Ph.D. l'étudiant Engin Keles a détecté l'élément chimique potassium dans l'atmosphère d'une exoplanète, pour la première fois avec une importance écrasante et en appliquant la spectroscopie à haute résolution. L'instrument polarimétrique et spectroscopique Potsdam Echelle (PEPSI) du Grand télescope binoculaire (LBT) en Arizona a été utilisé pour étudier l'atmosphère sur l'exoplanète de type Jupiter HD189733b.

Depuis les premières prédictions théoriques il y a 20 ans, les éléments chimiques potassium et sodium devaient être détectables dans les atmosphères de « Jupiters chauds, " planètes gazeuses avec des températures de quelques milliers de Kelvin qui orbitent étroitement autour d'étoiles lointaines. Alors que le sodium a déjà été détecté avec des observations à haute résolution dès le début, le potassium n'était pas, qui a créé un puzzle pour la chimie et la physique atmosphériques.

Les éléments peuvent être découverts en analysant le spectre de lumière de l'étoile d'origine lorsque la planète passe devant elle, vue de la Terre. Différents éléments provoquent des signaux d'absorption spécifiques dans le spectre, lignes sombres, qui font allusion à la composition chimique de l'atmosphère. Cependant, la présence de nuages ​​dans les atmosphères chaudes de Jupiter affaiblit fortement les caractéristiques d'absorption spectrale et les rend ainsi très difficiles à détecter. Même pour HD189733b, le Jupiter chaud le mieux étudié, jusqu'à présent, les scientifiques ne possédaient qu'une connaissance très vague et imprécise de l'absorption du potassium. L'exoplanète, 64 années-lumière et environ la taille de Jupiter, orbite autour de son étoile natale, une géante rouge, en 53 heures et en est 30 fois plus proche que la Terre du Soleil. Il avait besoin de la capacité de collecte de lumière du 2x8, 4m LBT et la haute résolution spectrale de PEPSI pour mesurer définitivement le potassium pour la première fois à haute résolution dans les couches atmosphériques au-dessus des nuages. Avec ces nouvelles mesures, les chercheurs peuvent désormais comparer les signaux d'absorption du potassium et du sodium et ainsi en savoir plus sur des processus tels que la condensation ou la photo-ionisation dans ces atmosphères d'exoplanètes.