Mivel egyre több exoplanetot azonosítanak és erősítenek meg különböző megfigyelési módszerekkel, a még mindig megfoghatatlan „Szent Grál” valóban földi világ felfedezése…, amelynek egyik legfontosabb jellemzője a folyékony víz jelenléte. És bár igaz, hogy a vizet korábban azonosították a „forró Jupiter” exoplanetek sűrű atmoszféráiban, most egy új technikát alkalmaztak a spektrumjelzés megfigyelésére egy újabb óriási világban, amely kívül esik a Naprendszerünkön - potenciálisan előkészítve az utat még ilyen felfedezések.
A Caltech, a Penn State University, a Tengerészeti Kutatólaboratórium, az Arizonai Egyetem és a Harvard-Smithsonian Astrofizikai Központ kutatói összefogtak egy NSF által finanszírozott projektben, hogy új módszert dolgozzanak ki az exoplanet légkörben a víz jelenlétének azonosítására.
A korábbi módszerek olyan konkrét esetekre támaszkodtak, mint például amikor az exoplanetek - ezen a ponton az összes „forró Jupiter”, gáz halmazállapotú bolygó, amelyek közel állnak a fogadó csillagokhoz - folyamatban vannak a csillagoknak a Földről való áthaladásakor.
Sajnos ez nem igaz sok extrasoláris bolygóra ... különösen olyanokra, amelyeket nem fedeztek fel (vagy nem fognak felfedezni) a Keplerhez hasonló obszervatóriumok által használt átmeneti módszerrel.
Nézd: Kepler univerzuma: Több bolygó a galaxisunkban, mint a csillagok
A kutatók tehát az exoplanetek detektálásának másik módszerére fordultak: a sugárirányú sebességre vagy az RV-re. Ez a technika a látható fény segítségével figyeli a csillag mozgását az állandóan enyhe hullámzásnál, amelyet egy keringő bolygó gravitációs „vontatója” hoz létre. A csillag fényében levő Doppler-eltolások egy vagy másik irányba mutatnak a mozgásra, hasonlóan ahhoz, ahogyan a Doppler-effektus megemeli és csökkenti az autó szarvának a magasságát, amikor elhalad.
A látható hullámhosszok használata helyett a csapat belemerült az infravörös spektrumba, és a közeli infravörös Echelle spektrográf (NIRSPEC) segítségével a Hawaii WM Keck Obszervatóriumban meghatározta a viszonylag közeli forró Jupiter tau Boötis b pályáját és a folyamat során. spektroszkópiájával azonosította az ég vízmolekuláit.
„A spektrográfból származó információ olyan, mint egy zenekar előadása; az összes zenét együtt hallja, de ha figyelmesen hallgat, akkor kivonhat egy trombitát, hegedűt vagy egy csellót, és tudja, hogy ezek a hangszerek jelen vannak ”- mondta Alexandra Lockwood, a Caltech végzős hallgatója és a tanulmány. „A távcső segítségével az összes fényt láthatja együtt, de a spektrográf lehetővé teszi különféle darabok kiválasztását; mint ez a fény hullámhossza azt jelenti, hogy nátrium van, vagy ez azt jelenti, hogy van víz. "
A tau Boötis b korábbi megfigyelései a chilei VLT-vel a szén-monoxidot, valamint a légkör hűvösebb magas hőmérsékleteit azonosították.
Most, ezzel a bevált IR RV technikával, az exoplanetek atmoszféráit, amelyek nézőpontunk szerint nem haladnak át a csillagok előtt, szintén ellenőrizhetjük a víz és más érdekes vegyületek jelenléte szempontjából.
"Most új, hatékony infravörös technikánkat alkalmazzuk számos más nem átmenő bolygón, amelyek a Nap közelében keringnek csillagokon" - mondta Chad Bender, a Penn State Csillagászati és asztrofizikai tanszékének munkatársa és a cikk társszerzője. "Ezek a bolygók sokkal közelebb állnak hozzánk, mint a legközelebbi átmenő bolygók, de a csillagászok nagyrészt figyelmen kívül hagyták őket, mert a légkörük közvetlen mérése a korábban létező technikákkal nehéz volt vagy lehetetlen."
Amint a nagy teljesítményű távcsövek következő generációja feláll és működik - mint például a James Webb Űrtávcső, amelyet 2018-ban elindítanak -, az IR-módszerrel még kisebb és távolabbi exoplanetatokat is meg lehet figyelni… talán segíthet egy úttörő felfedezésében egy bolygó, mint a miénk.
„Noha a technika jelenlegi állapota nem képes felfedezni a Földhez hasonló bolygót olyan csillagok körül, mint a Nap, Keck-kel hamarosan lehetővé kell tenni az úgynevezett„ szuper-Föld ”bolygók légkörének tanulmányozását, amelyeket a közeli kis tömegű csillagok körül fedeznek fel, amelyekből nem haladnak át ”- mondta Geoffrey Blake, a Caltech kozmikémia és bolygótudomány professzora. "A jövőbeni távcsövek, mint például a James Webb űrteleszkóp és a Thirty Meter Telescope (TMT) lehetővé teszik számunkra, hogy megvizsgáljuk sokkal hűvösebb bolygót, amelyek távolabb vannak a fogadó csillagoktól, és ahol a folyékony víz nagyobb valószínűséggel létezik."
A megállapításokat egy, a 2014. február 24-i online verzióban közzétett cikk ismertetiAz asztrofizikai folyóiratok.
Források: Caltech és EurekAlert sajtóközlemények.
