Kuna üha enam eksoplaneete tuvastatakse ja kinnitatakse mitmesuguste vaatlusmeetoditega, on siiani tabamatu “püha graal” tõeliselt Maa-sarnase maailma avastamine…, mille üheks tunnusjooneks on vedela vee olemasolu. Ja kuigi on tõsi, et vett on varem tuvastatud “kuumade Jupiteri” eksoplaneetide paksudes atmosfäärides, on nüüd kasutatud uut tehnikat, et märgata selle spektriallkirja veel ühes hiiglaslikus maailmas väljaspool meie päikesesüsteemi - sillutades teed veelgi sellised avastused.
Pente State'i ülikooli, mereväe teaduslabori, Arizona ülikooli ja Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskuse teadlased on teinud koostööd NSF-i rahastatud projektiga, et töötada välja uus viis vee olemasolu kindlakstegemiseks eksoplaneedi atmosfääris.
Varasemad meetodid tuginesid konkreetsetele juhtumitele, nagu näiteks siis, kui eksoplaneedid - sel hetkel kõik "kuumad Jupiterid" - gaasilised planeedid, mis tiirlevad lähedalt nende peremehe tähtede poole - olid oma tähtede Maalt vaadatuna üle kandmas.
Kahjuks pole see nii paljude ekstrasolaarsete planeetide puhul ... eriti nende puhul, mida ei avastatud (või ei leita) Kepleri-suguste observatooriumide poolt kasutatava transiidimeetodi abil.
Vaata: Kepleri universum: meie galaktikas on rohkem planeete kui tähti
Nii pöördusid teadlased eksoplaneetide avastamise teise meetodi poole: radiaalse kiiruse ehk RV. See tehnika kasutab nähtava valguse tähe liikumise jälgimiseks pidevalt nii kerget võnget, mille tekitab orbiidil liikuva planeedi gravitatsiooniline puksiir. Doppleri nihkumine tähevalguses näitab liikumist ühel või teisel viisil, sarnaselt sellele, kuidas Doppleri efekt tõstab ja alandab auto sarvekõrgust mööda minnes.
Kuid nähtavate lainepikkuste kasutamise asemel suundus meeskond infrapunaspektrisse ja, kasutades Hawaiil asuva WM Kecki observatooriumi lähise infrapuna-echelle spektrograafi (NIRSPEC), määras suhteliselt lähedal asuva kuuma Jupiter tau Boötis b orbiidi ja selle käigus kasutas taevas veemolekulide tuvastamiseks oma spektroskoopiat.
“See teave, mida me spektrograafilt saame, on nagu orkestri etenduse kuulamine; kuulete kogu muusikat koos, kuid kui kuulate tähelepanelikult, võite valida pasuna, viiuli või tšello ja teate, et need instrumendid on olemas, ”ütles Alexandra Lockwood, Caltechi kraadiõppur ja filmi esimene autor Uuring. “Teleskoobiga näete kogu valgust koos, kuid spektrograaf võimaldab teil valida erinevaid tükke; nagu see valguse lainepikkus tähendab, et seal on naatrium, või see tähendab, et seal on vesi. "
Varasemad tau Boötis b vaatlused Tšiili VLT-ga leidsid selle atmosfääris süsinikmonooksiidi ja jahedamaid kõrgtemperatuure.
Nüüd saab selle tõestatud IR RV tehnika abil kontrollida ka eksoplaneetide atmosfääri, mis meie vaatepunktist oma tähtede ees ei ristu, nii vee kui ka muude huvitavate ühendite osas.
"Nüüd rakendame oma tõhusat uut infrapunatehnikat mitmele muule Päikese lähedal tiirlevale planeedile, mis ei läbi transiidi," ütles Penni osariigi astronoomia ja astrofüüsika osakonna teadur Chad Bender ja paberi kaasautor. "Need planeedid asuvad meile palju lähemal kui lähimad läbivad planeedid, kuid astronoomid on neid suuresti ignoreerinud, kuna nende atmosfääri vahetut mõõtmist varem olemasolevate tehnikatega oli keeruline või võimatu."
Kui järgmise põlvkonna suure võimsusega teleskoobid on valmis ja töökorras - nagu näiteks James Webbi kosmoseteleskoop, mis plaanitakse käivitada 2018. aastal -, saab IR-meetodil jälgida veelgi väiksemaid ja kaugemaid eksoplaneete.… Ehk aitab see teha murrangulise avastuse planeet nagu meie oma.
„Ehkki tehnika praegune seis ei suuda tuvastada selliste tähtede ümber nagu maakera sarnaseid planeete nagu Päike, peaks Kecki abil peagi olema võimalik uurida läheduses asuvate väikese massiga tähtede ümber avastatavate nn ülimaailma planeetide atmosfääri, paljud neist millest transiiti ei toimu, ”ütles Caltech kosmosekeemia ja planeediteaduste professor Geoffrey Blake. "Tulevased teleskoobid, nagu näiteks James Webbi kosmoseteleskoop ja kolmekümnemeetrine teleskoop (TMT), võimaldavad meil uurida palju jahedamaid planeete, mis asuvad nende vastuvõtvatest tähtedest kaugemal ja kus on tõenäolisem vedel vesi."
Leide on kirjeldatud dokumendis, mis avaldati 24. veebruari 2014. aasta veebiversioonisAstrofüüsika ajakirjade kirjad.
Allikad: Caltechi ja EurekAlerti pressiteated.
