Apkopot detalizētu informāciju par eksoplanetām ir ārkārtīgi grūti. Bet tagad komanda, kas Keka observatorijā izmanto progresīvas tehnoloģijas, ir veikusi lielu lēcienu eksoplanētu novērošanā un ir atklājusi ūdeni planētas atmosfērā, kas atrodas 179 gaismas gadu attālumā.
Saules sistēmā centrā ir zvaigzne ar nosaukumu HR 8799, un uz tās planētām: HR 8799 b, c, d un e. Sistēma atrodas 179 gaismas gadu attālumā Pegasus zvaigznājā. Pati zvaigzne ir 30 miljonus gadu veca galvenā secības zvaigzne. Tas ir ievērojams vairāku iemeslu dēļ, ieskaitot savas nepāra zvaigžņu īpašības. Bet tas ir ievērības cienīgs vēl viena svarīga iemesla dēļ. 2008. gadā zinātnieki paziņoja, ka viņi, izmantojot Keka un Gemini teleskopus, ir tieši novērojuši trīs eksoplanētas ap zvaigzni - HR 8799b, c un d. Tad 2010. gadā viņi paziņoja par ceturtās planētas, HR 8799 e, atklāšanu.
Šis jaunākais paziņojums balstās uz agrāko darbu no 2008. gada, un šī pētījuma astronomi jaunāko paziņojumu sauc par “atspēriena punktu” ceļā uz labākiem un labākiem eksoplanētu attēliem.
Jaunie novērojumi ir HR 8799 c, kas pirmo reizi tika novēroti 2008. gadā. Tā ir jauna milzu gāzes planēta, kas aptuveni 7 reizes pārsniedz Jupitera masu un riņķo ap savu zvaigzni ik pēc 200 gadiem. Šie jaunie tiešie attēlu novērojumi apstiprina ūdens klātbūtni atmosfērā un apstiprina metāna trūkumu.
"Šis tehnoloģijas veids ir tieši tas, ko mēs vēlamies izmantot nākotnē, lai meklētu dzīvības pazīmes uz Zemei līdzīgas planētas." - Dimitri Mawet, pētījuma autors, Caltech un JPL.
Šie jaunie novērojumi rodas no spēcīgas divu teleskopu tehnoloģiju kombinācijas Kekā. Pirmais ir adaptīvā optika. Adaptīvā optika neitralizē Zemes atmosfēras izplūšanu. Otrais ir spektrometrs Keck 2 teleskopā ar nosaukumu Near-Infrared Cryogenic Echelle Spectrograph (NIRSPEC) - augstas izšķirtspējas spektrometrs, kas darbojas infrasarkanā gaismā.
“Šāda veida tehnoloģija ir tieši tā, ko mēs vēlamies izmantot nākotnē, lai meklētu dzīvības pazīmes uz Zemei līdzīgas planētas. Mēs vēl neesam tur, bet mēs ejam uz priekšu, ”saka Dimitri Mawet, Kaltech astronomijas asociētais profesors un JPL pētniecības zinātnieks, kuru Caltech pārvalda NASA, un pētījuma līdzautors, kas iepazīstināja ar šiem atklājumiem.
Jaunie atradumi tika publicēti Astronomical Journal. Vadošā autore ir Ji Wang, agrāk Kaltehas pēcdoktorantūras zinātniece un tagad Ohaio štata universitātes docente.
Līdz šim astronomi ir tieši attēlojuši vairāk nekā duci eksoplanetu. HR 8799 sistēma ir pirmā vairāku planētu sistēma, kas ir tieši attēlota. Bet attēli ir tikai pirmais solis šajā pētījumā.
Pēc uzņemšanas attēlus var analizēt, lai noteiktu ķīmisko sastāvu to atmosfērā. Šeit nāk spektroskopija. Šajā gadījumā NIRSPEC izsmalcinātās spējas bija galvenās.
NIRSPEC ir Keck 2 teleskopa instruments, kas darbojas infrasarkanā L joslā. L josla ir infrasarkanās gaismas tips ar viļņa garumu aptuveni 3,5 mikrometri un spektra apgabals ar daudziem sīki izstrādātiem ķīmiskiem pirkstu nospiedumiem. “L josla iepriekš ir tikusi lielā mērā nepamanīta, jo šajā viļņa garumā debesis ir gaišākas,” saka Mawet. “Ja jūs būtu ārvalstnieks ar L-joslai pieregulētām acīm, jūs redzētu ārkārtīgi spilgtas debesis. Caur šo plīvuru ir grūti redzēt eksoplanetes. ”
Apvienojot L joslas spektrogrāfiju ar adaptīvo optiku, viņi pārvarēja grūtības novērot planētu, kuras gaismu gandrīz ir noslīcinājusi zvaigzne. Viņi vēl spēja veikt precīzus planētas mērījumus, apstiprinot ūdens klātbūtni un metāna trūkumu.
“Šobrīd ar Keku mēs jau varam uzzināt par šo milzu eksotisko planētu fiziku un dinamiku, kas nav nekas līdzīgs mūsu pašu Saules sistēmas planētām,” saka Vangs.
"Tagad mēs esam pārliecinātāki par metāna trūkumu uz šīs planētas," saka Vangs. “Tas var būt saistīts ar sajaukšanos planētas atmosfērā. Metānu, kas, kā mēs sagaidīsim, tur atradīsies uz virsmas, varētu atšķaidīt, ja konvekcijas process parādīs dziļākus planētas slāņus, kuriem nav metāna. ”
Mawet komanda jau gatavojas nākamajam un jaunākajam instrumentam Keka observatorijā. To sauc par KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer). KPIC izmantos adaptīvo optiku un spektroskopiju, bet, lai panāktu vēl labāku efektu. Izmantojot KPIC, astronomi spēs attēlot planētas, kas ir vēl gludākas un tuvāk zvaigznei nekā HR 8799c.
Un eksoplanētu attēlveidošanas nākotne ir vēl gaišāka. Adaptīvās optikas un spektroskopijas tehnoloģija, kas palīdzēja attēlot šo planētu, tiks izmantota mūsu nākotnes teleskopos.
“KPIC ir tramplīns mūsu nākotnes trīsdesmit metru teleskopa instrumentam,” saka Mawet. "Pagaidām mēs daudz mācāmies par neskaitāmajiem veidiem, kā veidojas planētas mūsu Visumā."
- Preses relīze: Exoplanet pakāpieni
- Pētniecības raksts: Ūdens noteikšana HR 8799 c atmosfērā ar L-joslas augstas izkliedes spektroskopiju, izmantojot adaptīvo optiku
- Vikipēdijas ieraksts: HR 8799
- Pētniecības raksts: Vairāku planētu tieša attēlveidošana, kas riņķo ap zvaigzni HR 8799
- Keka observatorija: Teleskopa instrumentācija
