Pe măsură ce din ce în ce mai multe exoplanete sunt identificate și confirmate prin diferite metode de observație, „graalul sfânt”, încă evaziv, este descoperirea unei lumi cu adevărat pământești ... una dintre caracteristicile distinctive este prezența apei lichide. Și deși este adevărat că apa a fost identificată în atmosferele groase ale exoplanetelor „Jupiter fierbinte”, o nouă tehnică a fost folosită acum pentru a-și identifica semnătura spectrală într-o altă lume gigantă din afara sistemului nostru solar - ar putea deschide calea către și mai mult asemenea descoperiri.
Cercetătorii de la Caltech, Penn State University, Laboratorul de Cercetări Navale, Universitatea din Arizona și Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian s-au alăturat unui proiect finanțat de NSF pentru a dezvolta un nou mod de a identifica prezența apei în atmosfere exoplanetare.
Metodele anterioare s-au bazat pe cazuri specifice, cum ar fi când exoplanetele - în acest moment, toate „Jupiterele fierbinți”, planetele gazoase care orbitează îndeaproape cu stelele lor gazdă - se aflau în procesul de tranzitare a stelelor lor, privite de pe Pământ.
Acest lucru, din păcate, nu este cazul multor planete extrasolare ... mai ales a celor care nu au fost (sau nu vor fi) descoperite prin metoda de tranzit folosită de observatoare ca Kepler.
Urmărește: Universul lui Kepler: mai multe planete în galaxia noastră decât stelele
Deci, cercetătorii au apelat la o altă metodă de detectare a exoplanetelor: viteza radială sau RV. Această tehnică folosește lumina vizibilă pentru a urmări mișcarea unei stele pentru o atenuare tot atât de ușoară creată de „remorcherul” gravitațional al unei planete orbitante. Schimbările Doppler în lumina stelei indică mișcarea într-un fel sau altul, similar modului în care efectul Doppler crește și scade pasul cornului unei mașini în timp ce trece.
Dar, în loc să folosească lungimi de undă vizibile, echipa a intrat în spectrul infraroșu și, folosind spectrul de infraroșie aproape infraroșu (NIRSPEC) de la Observatorul WM Keck din Hawaii, a determinat orbita Jupiterului tau Boötis relativ apropiat ... și în procesul a folosit spectroscopia sa pentru a identifica moleculele de apă pe cerul său.
„Informațiile pe care le obținem din spectrograf sunt ca și cum ascultăm o reprezentație a orchestrei; auziți toată muzica împreună, dar dacă ascultați cu atenție, puteți alege o trompetă sau o vioară sau un violoncel și știți că aceste instrumente sunt prezente ”, a spus Alexandra Lockwood, studentă absolvită la Caltech și primul autor al studiu. „Cu telescopul, vedeți toată lumina împreună, dar spectrograful vă permite să alegeți diferite piese; ca această lungime de undă a luminii înseamnă că există sodiu sau asta înseamnă că există apă. "
Observații anterioare ale tau Boötis b cu VLT din Chile au identificat monoxidul de carbon, precum și temperaturi mai reci la o altitudine mai mare în atmosfera sa.
Acum, cu această tehnică dovedită de IR RV, atmosfera exoplanetelor care nu se întâmplă să treacă în fața stelelor lor din punctul nostru de vedere poate fi, de asemenea, cercetată pentru prezența apei, precum și a altor compuși interesanți.
„Acum aplicăm noua noastră tehnică eficientă în infraroșu la câteva alte planete care nu tranzitează orbitarea stelelor în apropierea Soarelui”, a spus Chad Bender, un asociat de cercetare în Departamentul de Stat pentru Astronomie și Astrofizică din Penn și co-autor al lucrării. „Aceste planete sunt mult mai apropiate de noi decât cele mai apropiate planete tranzitorii, dar în mare parte au fost ignorate de astronomi, deoarece măsurarea directă a atmosferelor lor cu tehnici existente anterior a fost dificilă sau imposibilă.”
Odată ce următoarea generație de telescoape cu putere mare va fi în funcțiune - cum ar fi James Webb Space Telescope, programată pentru lansare în 2018 - chiar și mai mici și mai îndepărtate exoplanete pot fi observate cu metoda IR ... poate ajuta la descoperirea inovatoare a unui planeta ca a noastră.
„În timp ce starea actuală a tehnicii nu poate detecta planete asemănătoare în jurul stelelor precum Soarele, cu Keck ar trebui să fie în curând posibil să studieze atmosfera așa-numitelor planete„ super-Pământ ”care sunt descoperite în jurul stelelor cu masă joasă din apropiere, multe dintre care nu tranzitează ”, a spus Caltech, profesor de cosmochemie și științe planetare, Geoffrey Blake. „Viitoarele telescoape, cum ar fi James Webb Space Telescope și Thirty Meter Telescope (TMT), ne vor permite să examinăm planete mult mai reci, care sunt mai îndepărtate de stelele gazdă și unde apa lichidă este mai probabil să existe.”
Rezultatele sunt descrise într-un document publicat în versiunea online din 24 februarie 2014Jurnalele Astrofizice Scrisori.
Surse: Comunicate de presă Caltech și EurekAlert.
