Najpodrobnejší pohľad na atmosféru vzdialenej exoplanety odhalil zmes vodnej pary a oxidu uhoľnatého pokrývajúcu svet desaťnásobok veľkosti Jupitera asi 130 svetelných rokov od Zeme. Rovnako ako Jupiter nemá pevný povrch a má teplotu vyššiu ako tisíc stupňov. V atmosfére sa navyše nezistili žiadne oznamovacie signály o metáne. Ale táto slnečná sústava je stále veľmi zaujímavá, pretože tri ďalšie obrovské svety obiehajú tú istú hviezdu a vedci tvrdia, že štúdium tohto systému pomôže nielen vyriešiť záhady, ako sa vytvoril, ale aj to, ako sa vytvorila aj naša vlastná slnečná sústava.
Pozorovania sa uskutočňovali na ďalekohľade Keck II na Havaji pomocou infračerveného zobrazovacieho spektrografu s názvom OSIRIS, ktorý bol schopný odhaliť chemické odtlačky prstov konkrétnych molekúl.
„Toto je najostrejšie spektrum, aké kedy získalo mimozemskú planétu,“ povedal Dr. Bruce Macintosh z Národného laboratória Lawrence Livermore. „Toto ukazuje silu priameho zobrazovania planétového systému. Je to vynikajúce riešenie, ktoré tieto nové pozorovania umožňujú, aby sme mohli skutočne začať skúmať formáciu planéty. “
„S touto úrovňou detailov,“ uviedol spoluautor Travis Barman z observatória Lowell, „môžeme porovnať množstvo uhlíka s množstvom kyslíka prítomného v atmosfére a táto chemická zmes poskytuje stopy o tom, ako sa vytvoril planétový systém. . "
Planéty okolo hviezdy, známe ako HR 8799, vážia päť až desaťnásobok hmotnosti Jupitera a stále žiaria infračerveným žiarením, ktoré vytvára ich tvorba. Výskumný tím tvrdí, že ich pozorovania naznačujú, že slnečná sústava bola vytvorená podobným spôsobom ako naše vlastné, pričom plynové giganty sa formujú ďaleko od ich materskej hviezdy a bližšie k menším skalnatým planétam. Zatiaľ však neboli zistené žiadne kamenné planéty podobné Zemi. v tomto systéme.
„Výsledky naznačujú, že systém HR 8799 je ako rozšírená slnečná sústava,“ povedal Quinn Kanopacky, astronóm z University of Toronto v Kanade. „Keď sa pevné jadrá dostatočne rozrástli, ich gravitácia rýchlo pritiahla okolitý plyn, aby sa stala masívnou planétou, ktorú dnes vidíme. Pretože tento plyn stratil časť svojho kyslíka, planéta končí s menším množstvom kyslíka a menším množstvom vody, ako keby sa vytvorila gravitačnou nestabilitou. “
Existujú dva vedúce modely planétovej formácie: jadro narastania a gravitačná nestabilita. Keď sa tvoria hviezdy, obklopuje ich disk tvoriaci planétu. Pri náraste jadra sa planéty postupne vytvárajú, keď pevné jadrá pomaly rastú dostatočne veľké na to, aby začali získavať plyn z disku, zatiaľ čo v modeli gravitačnej nestability sa planéty tvoria takmer okamžite, keď sa disk sám na seba zhroutí.
Vlastnosti, ako je zloženie atmosféry planéty, sú kľúčom k tomu, ako sa planéta formovala, a v tomto prípade sa zdá, že sa zväčšuje jadro. Hoci existovali dôkazy o vodnej pare, tento podpis je slabší, ako by sa dalo očakávať, keby planéta zdieľala zloženie svojej materskej hviezdy. Namiesto toho má planéta vysoký pomer uhlíka k kyslíku - odtlačok prsta jej tvorby v plynnom disku pred desiatkami miliónov rokov. Keď sa plyn časom ochladil, vytvorili sa zrná vodného ľadu, čím sa vyčerpal zvyškový plyn kyslík. Planetárna formácia sa potom začala, keď sa ľad a pevné látky zhromažďovali do jadier planéty.
"Akonáhle sa pevné jadrá dostatočne rozrástli, ich gravitácia rýchlo pritiahla okolitý plyn, aby sa stala masívnou planétou, ktorú dnes vidíme," povedal Konopacky. "Pretože tento plyn stratil časť svojho kyslíka, planéta končí s menším množstvom kyslíka a menej vody, ako keby sa vytvorila gravitačnou nestabilitou."
„Spektrálne informácie tejto kvality poskytujú nielen informácie o tvorbe planét HR8799, ale tiež poskytujú návod, ktorý je potrebný na zlepšenie nášho teoretického chápania atmosféry exoplanet a ich skorého vývoja,“ uviedol Barman. "Načasovanie tejto práce nemôže byť lepšie, pretože prichádza na päty nových nástrojov, ktoré budú zobrazovať desiatky ďalších exoplaniet obiehajúcich iné hviezdy, ktoré môžeme študovať v podobných detailoch."
Tento systém bol tiež štúdiom v rámci diaľkového prieskumu pomocou projektu 1640. Video nižšie vysvetľuje viac:
Zdroj: Keck Observatory
