Ko se vedno več eksoplanetov odkriva in potrjuje z različnimi opazovalnimi metodami, je še vedno nedostopni "sveti gral" odkritje resnično zemeljskega sveta ... eden od značilnosti tega je prisotnost tekoče vode. In čeprav je res, da je bila voda že prej identificirana v debelih atmosferah eksoplanetov "vročega Jupiterja", je bila zdaj uporabljena nova tehnika, s katero lahko opazimo njen spektralni podpis v še enem velikanskem svetu zunaj našega osončja - kar lahko utira pot še več takšna odkritja.
Raziskovalci iz Caltech-a, Penn State University, Naval Research Laboratory, University of Arizona in Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko so se združili v projektu, ki ga financira NSF, da bi razvili nov način prepoznavanja prisotnosti vode v atmosferi eksoplaneta.
Prejšnje metode so se opirale na posebne primere, na primer takrat, ko so eksoplaneti - v tem trenutku vsi "vroči Jupitri", plinasti planeti, ki krožijo tesno do zvezd gostitelja - v procesu tranzita zvezde gledali z Zemlje.
To na žalost ne velja za številne ekstrasolarne planete… zlasti tiste, ki jih ni bilo (ali ne bodo) odkrili s tranzitno metodo, ki so jo uporabljali opazovalnice, kot je Kepler.
Pazi: Keplerjevo vesolje: Več planetov v naši galaksiji kot zvezd
Tako so se raziskovalci obrnili na drugo metodo zaznavanja eksoplanetov: radialno hitrost ali RV. Ta tehnika s pomočjo vidne svetlobe opazuje gibanje zvezde za vedno tako rahlo mahanje, ki ga ustvarja gravitacijski "vlačilec" orbitiranega planeta. Doplerski premiki zvezde kažejo tako ali drugače gibanje, podobno kot Dopplerjev učinek narašča in znižuje nagib roga avtomobila, ko gre mimo.
Toda namesto da bi uporabljali vidne valovne dolžine, se je ekipa podala v infrardeči spekter in s pomočjo Spektrografa bližnjega infrardečega ečelja (NIRSPEC) na opazovalnici WM Keck na Havajih določila orbito sorazmerno bližnjega vročega Jupitra tau Boötis b… in v postopku uporabljal svojo spektroskopijo za identifikacijo molekul vode na svojem nebu.
"Informacije, ki jih dobimo iz spektrografa, so kot poslušanje orkestrske predstave; slišite vso glasbo skupaj, če pa pozorno poslušate, lahko izberete trobento, violino ali violončelo in veste, da so ti inštrumenti prisotni, "je povedala Alexandra Lockwood, študentka Caltecha in prva avtorica knjige študij. "S teleskopom vidite vso svetlobo skupaj, vendar vam spektrograf omogoča izbiranje različnih kosov; kot ta valovna dolžina svetlobe pomeni, da je natrij, ali ta pomeni, da je voda. "
Prejšnja opazovanja tau Boötis b z VLT v Čilu so ugotovila, da so ogljikov monoksid in hladnejše višinske temperature v njegovi atmosferi.
Zdaj s to preverjeno tehniko IR RV ozračja eksoplanetov, ki se z našega zornega kota ne bodo križale pred njihovimi zvezdami, je mogoče pregledati tudi zaradi prisotnosti vode in drugih zanimivih spojin.
"Zdaj uporabljamo svojo novo novo infrardečo tehniko na številnih drugih tranzitnih planetih, ki krožijo okoli zvezd v bližini Sonca," je dejal Chad Bender, znanstveni sodelavec v Penn State Departmentu za astronomijo in astrofiziko in soavtor prispevka. "Ti planeti so nam veliko bližje kot najbližji tranzitni planeti, vendar so jih astronomi v veliki meri prezrli, ker je bilo neposredno merjenje njihove atmosfere s prej obstoječimi tehnikami težko ali nemogoče."
Ko bodo naslednje generacije visoko zmogljivih teleskopov začele delovati - kot je vesoljski teleskop James Webb, ki naj bi bil predstavljen leta 2018 - je mogoče z IR metodo opazovati še manjše in bolj oddaljene eksoplanete… morda pomaga pri doseganju revolucionarnih odkritij planeta, kot je naš.
"Medtem ko trenutno stanje tehnike ne more zaznati zemeljskih planetov okoli zvezd, kot je Sonce, bi s Keckom kmalu lahko bilo mogoče proučiti atmosfere tako imenovanih" super-Zemlje "planetov, ki jih odkrijejo okoli bližnjih zvezd z nizko maso, mnogi od tega ne minejo, "je povedal profesor za kozmokemijo in planetarne vede Caloff Geoffrey Blake. "Prihodnji teleskopi, kot sta vesoljski teleskop James Webb in tridesetmetrski teleskop (TMT), nam bodo omogočili pregled veliko hladnejših planetov, ki so bolj oddaljeni od zvezd gostitelja in kjer je večja verjetnost, da bo obstajala tekoča voda."
Ugotovitve so opisane v prispevku, objavljenem v spletni različici 24. februarja 2014The Astrophysical Journal Letters.
Viri: Caltech in EurekAlert sporočila za javnost.
