Rendkívül nehéz összegyűjteni az exoplanetekről szóló részletes információkat. De most egy olyan csúcstechnológiát alkalmazó csapat a Keck Obszervatóriumában, amely nagy előrelépést tett az exoplanet megfigyelése során, felismerte a vizet 179 fényév távolságban lévő bolygó légkörében.
A Naprendszer középpontjában egy HR 8799 nevű csillag található, és bolygói: HR 8799 b, c, d és e. A rendszer 179 fényévre van a Pegasus csillagképben. Maga a csillag egy 30 millió éves fő sorozatcsillag. Számos okból is figyelemre méltó, beleértve a saját furcsa csillag tulajdonságait. De még egy fontos ok miatt is figyelemre méltó. 2008-ban a tudósok bejelentették, hogy a Keck és a Gemini távcsövek segítségével közvetlenül megfigyelték a csillag körül három exoplanetet - HR 8799b, c és d. Aztán 2010-ben bejelentették egy negyedik bolygó, a HR 8799 e felfedezését.
Ez a legújabb bejelentés a korábbi, 2008-as munkára épül, és a tanulmány mögött álló csillagászok a legutóbbi bejelentést „lépcsőnek” hívják az exoplanetek jobb és jobb felvétele felé vezető úton.
Az új megfigyelések HR 8799 c értékűek, amelyeket először 2008-ban figyeltek meg. Ez egy fiatal óriás gázbolygó, amely körülbelül a Jupiter tömegének körülbelül hétszerese, és amely csillagát kerüli minden 200 évben. Ezek az új közvetlen képalkotó megfigyelések megerősítik a víz jelenlétét a légkörben, és megerősítik a metán hiányát.
"Ez a fajta technológia pontosan az, amit a jövőben szeretnénk használni, hogy egy földi bolygón élet jeleit keressük." - Dimitri Mawet, a tanulmány szerzője, a Caltech és a JPL.
Ezek az új megfigyelések a két teleszkópos technológia hatékony kombinációjából származnak Keckben. Az első az adaptív optika. Az adaptív optika ellensúlyozza a Föld légkörének elmosódó hatásait. A második a közel-infravörös kriogén Echelle spektrográfnak (NIRSPEC) nevezett Keck 2 távcső spektrométere, egy nagyfelbontású spektrométer, amely infravörös fényben működik.
„Ezt a fajta technológiát pontosan azt akarjuk használni, amelyet a jövőben a földi bolygón élő élet jeleinek keresésére használunk. Még nem vagyunk ott, de előre haladunk. ”- mondja Dimitri Mawet, a Caltech csillagászati társult professzora és a JPL kutatója, amelyet a Caltech irányít a NASA-nak, valamint az ezeket az eredményeket ismertető tanulmány társszerzője.
Az új eredményeket az Astronomical Journal kiadta. A fő szerző Ji Wang, korábban a Caltech posztdoktori tudósítója, most pedig az Ohio Állami Egyetemi adjunktus.
Eddig a csillagászok több mint egy tucat egzoplanettát képeztek közvetlenül. A HR 8799 rendszer az első multi-bolygórendszer, amelyet közvetlenül képeztek. De a képek csak az első lépés ebben a tanulmányban.
A készítés után a képeket elemezni lehet a légkörben levő kémiai összetétel szempontjából. Itt jön be a spektroszkópia. Ebben az esetben a NIRSPEC kifinomult képességei voltak kulcsfontosságúak.
A NIRSPEC egy eszköz a Keck 2 teleszkópon, amely az infravörös L-sávban működik. Az L-sáv egy olyan típusú infravörös fény, amelynek hullámhossza körülbelül 3,5 mikrométer, és a spektrum olyan része, ahol sok részletes kémiai ujjlenyomat van. "Az L-sávot korábban nagymértékben figyelmen kívül hagyták, mert az ég világosabb ezen a hullámhosszon" - mondja Mawet. „Ha idegen lennél, ha az L-sávra beállított szemmel lenne, akkor rendkívül fényes égboltot láthat. Nehéz ezt a fátylat átnézni az exoplanetatok között. ”
Az L-sávú spektrográfia és az adaptív optika kombinálásával legyőzték azokat a nehézségeket, amelyekkel megfigyelhető egy bolygó, amelyet a csillag szinte elfojtott. A bolygó még pontos mérését képesek voltak elvégezni, megerősítve a víz jelenlétét és a metán hiányát.
"Jelenleg Keck-rel már megtanulhatjuk ezen óriási egzotikus bolygók fizikáját és dinamikáját, amelyek nem hasonlítanak a saját Naprendszerünk bolygóinkhoz" - mondja Wang.
"Most már biztosabban tudjuk, hogy ezen a bolygón nincs metán - mondja Wang. „Ennek oka lehet a bolygó légkörében való keveredés. A metánt, amely várhatóan ott lenne a felszínen, hígíthatjuk, ha a konvekciós folyamat a bolygó mélyebb rétegeihez vezet, amelyekben nincs metán. "
Mawet csapata már készül a következő és legújabb eszközre a Keck Obszervatóriumban. KPIC-nek hívják (Keck Planet Imager and Characterizer). A KPIC adaptív optikát és spektroszkópiát fog használni, de még jobb hatás elérése érdekében. A KPIC segítségével a csillagászok képesek lesznek a még bonyolultabb bolygókra, amelyek csillagjukhoz közelebb állnak, mint a HR 8799c.
És a jövő még fényesebb az exoplanet képalkotás számára. Az adaptív optika és a spektroszkópia mögött meghúzódó technológiát, amely elősegítette a bolygó képét, a jövőbeni távcsöveinkben fogjuk alkalmazni.
„A KPIC egy ugródeszka a jövőbeli harminc méteres teleszkópos műszerünkhöz” - mondja Mawet. "Jelenleg sokat tanulunk a világegyetemünk bolygóinak számtalan módjáról."
- Sajtóközlemény: Exoplanet lépcsők
- Kutatási cikk: A víz felismerése a HR 8799 c légkörében L-sávú nagy diszperziós spektroszkópiával, adaptív optika segítségével
- Wikipedia bejegyzés: HR 8799
- Kutatási cikk: A csillag HR 8799 körüli keringő több bolygó közvetlen képalkotása
- Keck Observatory: Távcső műszerezése
