Zhromažďovanie podrobných informácií o exoplanetách je nesmierne ťažké. Teraz však tím využívajúci najmodernejšiu technológiu na observatóriu Keck urobil veľký skok v pozorovaní exoplanet a zistil vodu v atmosfére planéty vzdialenej 179 svetelných rokov.
Slnečná sústava, ktorej jadrom je hviezda s názvom HR 8799, a jej planéty: HR 8799 b, c, d a e. Systém je vzdialený 179 svetelných rokov v súhvezdí Pegasus. Samotná hviezda je hviezdou hlavnou sekvenciou starou 30 miliónov rokov. Je pozoruhodný z mnohých dôvodov, vrátane vlastných nepárnych hviezdnych vlastností. Ale bolo to pozoruhodné z iného dôležitého dôvodu. V roku 2008 vedci oznámili, že priamo pozorovali tri exoplanety okolo hviezdy - HR 8799b, cad - pomocou ďalekohľadov Keck a Gemini. Potom v roku 2010 oznámili objav štvrtej planéty, HR 8799 e.
Toto najnovšie oznámenie vychádza z predchádzajúcej práce z roku 2008 a astronómovia, ktorí stoja za touto štúdiou, nazývajú najnovšie oznámenie „odrazovým mostíkom“ na ceste k lepšiemu a lepšiemu zobrazovaniu exoplanet.
Nové pozorovania sa týkajú HR 8799 c, prvýkrát zaznamenaného v roku 2008. Je to mladá obrovská planéta zemného plynu, ktorá je asi 7-násobkom hmotnosti Jupitera, ktorý obieha svoju hviezdu každých 200 rokov. Tieto nové priame obrazové pozorovania potvrdzujú prítomnosť vody v atmosfére a potvrdzujú nedostatok metánu.
„Tento typ technológie je presne to, čo chceme v budúcnosti použiť na hľadanie príznakov života na planéte podobnej Zemi.“ - Dimitri Mawet, autor štúdie, Caltech a JPL.
Tieto nové pozorovania vyplývajú zo silnej kombinácie dvoch technológií ďalekohľadov v spoločnosti Keck. Prvým je adaptívna optika. Adaptívna optika vyrovnáva rozmazané účinky zemskej atmosféry. Druhým je spektrometer na ďalekohľade Keck 2, ktorý sa nazýva blízko infračervený kryogénny echelle spektrograf (NIRSPEC), spektrometer s vysokým rozlíšením, ktorý pracuje v infračervenom svetle.
„Tento typ technológie je presne to, čo chceme v budúcnosti použiť na hľadanie príznakov života na planéte podobnej Zemi. Zatiaľ nie sme, ale pochodujeme dopredu, “hovorí Dimitri Mawet, docent astronómie v Caltech a vedecký pracovník JPL, ktorý Caltech spravuje pre NASA, a spoluautor štúdie, ktorá prezentovala tieto zistenia.
Nové zistenia boli uverejnené v Astronomickom časopise. Vedúcim autorom je Ji Wang, predtým postgraduálny učenec v Caltech a teraz odborný asistent na Ohio State University.
Až doteraz astronómovia priamo zobrazovali viac ako tucet exoplanet. Systém HR 8799 je prvý systém pre viac planét, ktorý bol priamo zobrazený. Obrázky sú však iba prvým krokom v tejto štúdii.
Po nasnímaní je možné obrázky analyzovať na chemické zloženie v ich atmosfére. Tu prichádza spektroskopia. V tomto prípade boli kľúčovými zdokonalené schopnosti NIRSPEC.
NIRSPEC je prístroj na ďalekohľade Keck 2, ktorý pracuje v infračervenom pásme L. L-pásmo je typ infračerveného svetla s vlnovou dĺžkou okolo 3,5 mikrometrov a oblasť spektra s mnohými podrobnými chemickými odtlačkami prstov. „L-pásmo sa do značnej miery prehliadalo, pretože obloha je jasnejšia na tejto vlnovej dĺžke,“ hovorí Mawet. „Keby si bol mimozemšťan s očami naladenými na pásmo L, videl by si mimoriadne svetlé nebo. Je ťažké vidieť exoplanety týmto závojom. ““
Kombináciou spektrofotometrie L-pásma s adaptívnou optikou prekonali ťažkosti so sledovaním planéty, ktorej svetlo je takmer utopené jej hviezdou. Dokázali vykonať presné merania planéty, čo potvrdilo prítomnosť vody a neprítomnosť metánu.
"Práve s Keckom sa už môžeme dozvedieť o fyzike a dynamike týchto obrovských exotických planét, ktoré nie sú ničím ako naše vlastné planéty slnečnej sústavy," hovorí Wang.
"Sme si teraz istí nedostatkom metánu na tejto planéte," hovorí Wang. „Môže to byť spôsobené zmiešaním atmosféry planéty. Metán, ktorý by sme očakávali, že bude na povrchu, by sa mohol riediť, ak proces prúdenia vedie k vytváraniu hlbších vrstiev planéty, ktoré neobsahujú metán. “
Tím spoločnosti Mawet sa už pripravuje na ďalší a najnovší nástroj na observatóriu Keck. Nazýva sa to KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer). KPIC bude používať adaptívnu optiku a spektroskopiu, ale ešte lepšie. S KPIC budú môcť astronómovia predstaviť planéty, ktoré sú ešte slabšie a sú bližšie k svojej hviezde ako HR 8799c.
A budúcnosť je ešte jasnejšia pre zobrazovanie exoplanet. Technológia za adaptívnou optikou a spektroskopiou, ktorá pomohla predstaviť túto planétu, bude použitá v našich budúcich ďalekohľadoch.
„KPIC je odrazovým mostíkom pre náš budúci prístroj s tridsať metrovými teleskopmi,“ hovorí Mawet. "Zatiaľ sa veľa učíme o nespočetných spôsoboch, akými sú planéty v našej vesmírnej podobe."
- Tlačová správa: Krokové kamene Exoplanet
- Výskumná práca: Detekcia vody v atmosfére HR 8799 c pomocou L-pásmovej vysokodisperznej spektroskopie pomocou adaptívnej optiky
- Záznam na Wikipédii: HR 8799
- Výskumný článok: Priame zobrazovanie viacerých planét obiehajúcich okolo hviezdy HR 8799
- Keck Observatory: Telescope Instruments
