Adunarea de informații detaliate despre exoplanete este extrem de dificilă. Dar acum o echipă care utilizează tehnologie de ultimă oră la Observatorul Keck a făcut un salt mare în observarea exoplanetelor și a detectat apa în atmosfera unei planete de 179 de ani lumină.
Sistemul solar din inima acestui aspect are o stea numită HR 8799 și planetele sale: HR 8799 b, c, d și e. Sistemul este la 179 de ani lumină distanță în constelația Pegasus. Steaua în sine este o stea principală din secvența de 30 de milioane de ani. Este remarcabil pentru o serie de motive, inclusiv propriile sale proprietăți stelare ciudate. Dar a fost remarcabil pentru un alt motiv important. În 2008, oamenii de știință au anunțat că au observat direct trei exoplanete în jurul stelei - HR 8799b, c și d - folosind telescoapele Keck și Gemini. Apoi, în 2010, au anunțat descoperirea unei a patra planete, HR 8799 e.
Acest anunț cel mai nou se bazează pe lucrările anterioare din 2008, iar astronomii din spatele acestui studiu numesc cel mai recent anunț un „pas în pas” pe drumul către imagini mai bune și mai bune ale exoplanetelor.
Noile observații sunt de HR 8799 c, observate pentru prima dată în 2008. Este o tânără planetă de gaz gigant de aproximativ 7 ori mai mare decât masa de Jupiter care își orbitează steaua la fiecare 200 de ani. Aceste noi observații imagistice directe confirmă prezența apei în atmosferă și confirmă lipsa de metan.
„Acest tip de tehnologie este exact ceea ce vrem să folosim în viitor pentru a căuta semne de viață pe o planetă asemănătoare Pământului.” - Dimitri Mawet, autorul studiului, Caltech și JPL.
Aceste noi observații apar dintr-o combinație puternică a două tehnologii de telescop la Keck. Prima este optica adaptivă. Optica adaptivă combate efectele încețoșate ale atmosferei Pământului. Al doilea este un spectrometru de pe telescopul Keck 2 numit Spectrograful criogenic Echelle aproape infraroșu (NIRSPEC), un spectrometru de înaltă rezoluție care funcționează în lumină infraroșie.
„Acest tip de tehnologie este exact ceea ce vrem să folosim în viitor pentru a căuta semne de viață pe o planetă asemănătoare Pământului. Nu suntem încă, dar mergem înainte ", spune Dimitri Mawet, profesor asociat de astronomie la Caltech și om de știință de cercetare la JPL, pe care Caltech îl gestionează pentru NASA și co-autor al studiului care a prezentat aceste descoperiri.
Noile descoperiri au fost publicate în Jurnalul Astronomic. Autorul principal este Ji Wang, fost cercetător postdoctoral la Caltech și acum profesor asistent la Universitatea de Stat din Ohio.
Până acum, astronomii au imaginat direct mai mult de o duzină de exoplanete. Sistemul HR 8799 este primul sistem multi-planetă care a fost imaginat direct. Dar imaginile sunt doar primul pas în acest studiu.
Odată luate, imaginile pot fi analizate pentru compoziția chimică din atmosfera lor. Aici intervine spectroscopia. În acest caz, abilitățile rafinate ale NIRSPEC au fost esențiale.
NIRSPEC este un instrument de pe telescopul Keck 2 care funcționează în banda infraroșu L. Banda L este un tip de lumină infraroșie, cu o lungime de undă de aproximativ 3,5 micrometri și o regiune a spectrului cu multe amprente chimice detaliate. „Banda L a trecut în mare măsură cu vederea înainte, deoarece cerul este mai luminos la această lungime de undă”, spune Mawet. „Dacă ați fi un extraterestru cu ochii acordați în banda L, ați vedea un cer extrem de luminos. Este greu să vezi exoplanete prin acest văl. "
Combinând spectografia în bandă L cu o optică adaptivă, acestea au depășit dificultățile de a observa lumina unei lumi care este aproape înecată de steaua sa. Au fost capabili să facă încă măsurători precise ale planetei, confirmând prezența apei și absența metanului.
„În acest moment, cu Keck, putem afla deja despre fizica și dinamica acestor planete exotice uriașe, care nu sunt nimic asemănător propriilor noastre planete ale sistemului solar”, spune Wang.
„Acum suntem mai siguri cu privire la lipsa metanului pe această planetă”, spune Wang. „Acest lucru se poate datora amestecării în atmosfera planetei. Metanul, pe care ne-am aștepta să fie acolo la suprafață, ar putea fi diluat dacă procesul de convecție crește straturi mai adânci ale planetei care nu au metan. "
Echipa lui Mawet se pregătește deja pentru următorul și cel mai nou instrument la Observatorul Keck. Se numește KPIC, (Keck Planet Imager și Caracterizator). KPIC va folosi optică adaptivă și spectroscopie, dar pentru a avea un efect și mai bun. Cu KPIC, astronomii vor putea imagina planete care sunt chiar mai slabe și mai aproape de steaua lor decât HR 8799c este.
Iar viitorul este și mai luminos pentru imagistica exoplanetă. Tehnologia din spatele opticii adaptive și spectroscopiei care a ajutat la imaginea acestei planete va fi folosită pe viitoarele noastre telescoape.
„KPIC este o linie de plutire a viitorului nostru instrument de telescop de treizeci de metri”, spune Mawet. „Deocamdată, învățăm foarte multe despre numeroasele moduri în care se formează planetele din universul nostru.”
- Comunicat de presă: pietre de pas cu exoplanet
- Lucrare de cercetare: detectarea apei în atmosferă HR 8799 c cu spectroscopie de înaltă dispersie în bandă L ajutat de optica adaptivă
- Intrare Wikipedia: HR 8799
- Document de cercetare: imagistica directă a mai multor planete care orbitează Star HR 8799
- Keck Observatory: Telescop Instrumentation
