Eksoplaneetide kohta üksikasjaliku teabe kogumine on äärmiselt keeruline. Kuid nüüd on Kecki observatooriumis tipptasemel tehnoloogiat kasutav meeskond teinud suure hüppe eksoplaneetide vaatlemisel ja tuvastanud vee 179 valgusaasta kaugusel asuva planeedi atmosfääris.
Päikesesüsteemil on selle keskmes täht nimega HR 8799 ja selle planeedid: HR 8799 b, c, d ja e. Süsteem asub Pegasuse tähtkujus 179 valgusaasta kaugusel. Täht ise on 30 miljonit aastat vana põhijärjestuse täht. See on tähelepanuväärne mitmel põhjusel, sealhulgas omaenda veidrate täheomaduste poolest. Kuid see on olnud tähelepanuväärne veel ühel olulisel põhjusel. 2008. aastal teatasid teadlased, et vaatasid Kecki ja Kaksikute teleskoobi abil otse tähe ümber kolme eksoplaneeti - HR 8799b, c ja d. Siis teatasid nad 2010. aastal neljanda planeedi, HR 8799 e, leidmisest.
See uusim teadaanne tugineb varasemale 2008. aasta tööle ja selle uurimuse astronoomid nimetavad viimast teadaannet hüppelauaks eksoplaneetide paremate ja paremate piltide saamiseks.
Uute vaatluste suurus on HR 8799 c, esmakordselt vaadeldi 2008. aastal. See on noor hiiglaslik gaasiplaneettuur, mis on umbes 7-kordne Jupiteri mass, mis tiirleb ümber oma tähe iga 200 aasta tagant. Need uued otsesed piltlikud tähelepanekud kinnitavad vee olemasolu atmosfääris ja metaani puudumist.
"Seda tüüpi tehnoloogia on täpselt see, mida tahame tulevikus kasutada Maa-sarnasel planeedil elumärkide otsimiseks." - Dimitri Mawet, uuringu autor, Caltech ja JPL.
Need uued tähelepanekud tulenevad kahe teleskoobitehnoloogia tõhusast kombinatsioonist Keckis. Esimene neist on adaptiivne optika. Adaptiivne optika neutraliseerib Maa atmosfääri hägustumist. Teine on Keck 2 teleskoobi spektromeeter nimega Near-Infrared Cryogenic Echelle Spectrograph (NIRSPEC), kõrge eraldusvõimega spektromeeter, mis töötab infrapunavalguses.
„Seda tüüpi tehnoloogia on täpselt see, mida tahame tulevikus kasutada Maa-sarnasel planeedil elumärkide otsimiseks. Me pole veel kohal, kuid astume edasi. ”Ütleb Dimitri Mawet, Caltechi astronoomia dotsent ja JPL-i teadlane, keda Caltech haldab NASA jaoks, ning neid leide tutvustava uuringu kaasautor.
Uued leiud avaldati ajakirjas Astronomical Journal. Juhtiv autor on Ji Wang, varem Caltechi järeldoktor ja nüüd Ohio Riikliku Ülikooli dotsent.
Siiani on astronoomid kujutanud otse enam kui tosinat eksoplaneeti. HR 8799 süsteem on esimene mitme planeediga süsteem, millel on otsene pilt. Kuid pildid on selle uurimuse alles esimene samm.
Kui pildid on tehtud, saab neid atmosfääri keemilise koostise suhtes analüüsida. Siin tulebki sisse spektroskoopia. Sel juhul olid NIRSPECi rafineeritud võimed võtmetähtsusega.
NIRSPEC on Keck 2 teleskoobi instrument, mis töötab infrapuna L-sagedusalas. L-riba on teatud tüüpi infrapunavalgus, mille lainepikkus on umbes 3,5 mikromeetrit ja spektri piirkond, kus on palju üksikasjalikke keemilisi sõrmejälgi. "L-riba on varem suuresti kahe silma vahele jäänud, kuna taevas on sellel lainepikkusel heledam," ütleb Mawet. „Kui te oleksite välismaalane, kelle silmad oleksid L-sagedusalale häälestatud, näeksite erakordselt heledat taevast. Selle loori kaudu on raske eksoplaneete näha. ”
Kombineerides L-riba spektrograafiat adaptiivse optikaga, said nad üle raskustest, mis tekivad, kui täheldada planeeti, mille valgus on tähe poolt peaaegu unustatud. Nad suutsid planeedi täpsed mõõtmised teha, kinnitades vee olemasolu ja metaani puudumist.
"Praegu saame Keckiga juba õppida tundma nende hiiglaslike eksootiliste planeetide füüsikat ja dünaamikat, mis pole midagi muud nagu meie enda päikesesüsteemi planeedid," ütleb Wang.
"Oleme metaani puuduse osas sellel planeedil kindlamad," ütleb Wang. „Selle põhjuseks võib olla segadus planeedi atmosfääris. Metaani, mida me arvatavasti seal pinnal leiduksime, saaks lahjendada, kui konvektsiooniprotsess toob esile planeedi sügavamad kihid, milles metaani pole. "
Maweti meeskond valmistub juba järgmise ja uuema instrumendi jaoks Kecki observatooriumis. Seda nimetatakse KPIC-ks (Keck Planet Imager ja Characterizer). KPIC kasutab adaptiivset optikat ja spektroskoopiat, kuid veelgi parema efekti saavutamiseks. KPIC-i abil saavad astronoomid pildistada veelgi õhemaid ja nende tähele lähemal asuvaid planeete, kui HR 8799c on.
Ja eksoplaneedi kuvamisel on tulevik veelgi helgem. Selle planeedi kujutist aidanud adaptiivse optika ja spektroskoopia taga olev tehnoloogia võetakse kasutusele meie tulevastes teleskoopides.
"KPIC on hüppelauaks meie tulevasele kolmekümnemeetrise teleskoobiinstrumendile," ütleb Mawet. "Praegu õpime väga palju lugematuid viise, kuidas meie universumi planeedid kujunevad."
- Pressiteade: Exoplaneti sammud
- Uurimistöö: Vee tuvastamine HR 8799 c atmosfääris L-riba kõrgdispersioonspektroskoopia abil, mida toetab adaptiivne optika
- Vikipeedia kanne: HR 8799
- Uurimistöö: Star HR 8799 tiirlevate mitmete planeetide otsene pildistamine
- Kecki observatoorium: teleskoobi mõõteriistad
