Zbiranje podrobnih informacij o eksoplanetih je izjemno težko. Zdaj pa je ekipa, ki uporablja najsodobnejšo tehnologijo v opazovalnici Keck, močno opazila opazovanje eksoplanetov in zaznala vodo v ozračju planeta, oddaljenega 179 svetlobnih let.
V osrčju tega osončja je zvezda, imenovana HR 8799, in njeni planeti: HR 8799 b, c, d in e. Sistem je v ozvezdju Pegasus oddaljen 179 svetlobnih let. Zvezda je 30 milijonov let stara glavna zaporedna zvezda. To je značilno iz več razlogov, vključno z lastnimi nenavadnimi zvezdnimi lastnostmi. Toda to je pomembno iz drugega pomembnega razloga. Leta 2008 so znanstveniki sporočili, da so neposredno opazovali tri eksoplanete okoli zvezde - HR 8799b, c in d - s pomočjo teleskopov Keck in Gemini. Nato so leta 2010 napovedali odkritje četrtega planeta, HR 8799 e.
Ta najnovejša napoved temelji na prejšnjem delu iz leta 2008, astronomi, ki stojijo za to raziskavo, pa najnovejšo napoved imenujejo "odskočni kamen" na poti do boljših in boljših slik eksoplanetov.
Nova opažanja so HR 8799 c, prvič opažena leta 2008. Gre za mladi velikanski plinski planet, približno 7-krat večji od mase Jupitra, ki kroži nad svojo zvezdo vsakih 200 let. Ta nova neposredna slikovna opazovanja potrjujejo prisotnost vode v atmosferi in potrjujejo pomanjkanje metana.
"Ta vrsta tehnologije je točno tisto, kar želimo v prihodnosti uporabiti za iskanje znakov življenja na zemeljskem planetu." - Dimitri Mawet, avtor študije, Caltech in JPL.
Ta nova opažanja izhajajo iz močne kombinacije dveh teleskopskih tehnologij pri Kecku. Prva je prilagodljiva optika. Prilagodljiva optika preprečuje zameglitvene učinke Zemljine atmosfere. Drugi je spektrometer na teleskopu Keck 2, imenovan Spektrograf blizu infrardečega kriogenega ehele (NIRSPEC), spektrometer visoke ločljivosti, ki deluje v infrardeči svetlobi.
»Ta vrsta tehnologije je natanko tisto, kar želimo v prihodnosti uporabiti za iskanje znakov življenja na zemeljskem planetu. Nismo še tam, ampak gremo naprej, "pravi Dimitri Mawet, izredni profesor astronomije na Caltechu in znanstvenik iz JPL, ki ga Caltech upravlja za NASA, in soavtor študije, ki je predstavila te ugotovitve.
Nove ugotovitve so bile objavljene v Astronomical Journal. Glavni avtor je Ji Wang, prej podoktorski znanstvenik na Caltechu in zdaj docent na univerzi Ohio State.
Doslej so astronomi neposredno slikali več kot ducat eksoplanetov. Sistem HR 8799 je prvi sistem z več planeti, ki je bil neposredno posnet. A slike so le prvi korak v tej študiji.
Ko so posnete, lahko slike analiziramo glede kemične sestave v njihovih atmosferah. Tukaj pride do spektroskopije. V tem primeru so bile ključne rafinirane sposobnosti NIRSPEC.
NIRSPEC je instrument na teleskopu Keck 2, ki deluje v infrardečem območju L. L-pas je vrsta infrardeče svetlobe z valovno dolžino približno 3,5 mikrometra in območjem spektra s številnimi podrobnimi kemičnimi odtisi. "L-pas je bil že prej spregledan, ker je nebo na tej valovni dolžini svetlejše," pravi Mawet. "Če bi bil tujec z očmi, usmerjenimi v pas L, bi videl izjemno svetlo nebo. Skozi to tančico je težko videti eksoplanete. "
Z združevanjem spektrografije L-pasu s prilagodljivo optiko so premagali težave pri opazovanju planeta, ki je njegova zvezda skorajda utonila. Naredili so še natančne meritve planeta, ki so potrdile prisotnost vode in odsotnost metana.
"Trenutno lahko s Keckom že izvemo o fiziki in dinamiki teh velikanskih eksotičnih planetov, ki niso nič podobni lastnim planetom osončja," pravi Wang.
"Zdaj smo bolj prepričani o pomanjkanju metana na tem planetu," pravi Wang. "To je lahko posledica mešanja v atmosferi planeta. Metan, za katerega bi pričakovali, da bo tam na površini, bi lahko razredčil, če bi se postopek konvekcije dvigal v globlje plasti planeta, ki nimajo metana. "
Mawetova ekipa se že pripravlja na naslednji in najnovejši instrument v observatoriju Keck. Imenuje se KPIC (Keck Planet Imager in karakterizator). KPIC bo uporabil prilagodljivo optiko in spektroskopijo, vendar za še boljši učinek. S KPIC-om bodo astronomi lahko slikali planete, ki so še bolj bledi in bližje svoji zvezdi, kot je HR 8799c.
In prihodnost je še bolj svetlejša za slikanje eksoplanetov. Tehnologijo prilagodljive optike in spektroskopije, ki je pomagala posneti ta planet, bomo uporabili na naših prihodnjih teleskopih.
"KPIC je odskočna deska za naš prihodnji instrument tridesetmetrskega teleskopa," pravi Mawet. "Za zdaj se veliko učimo o neštetih načinih oblikovanja planetov v našem vesolju."
- Sporočilo za javnost: odskočni kamni Exoplanet
- Raziskovalni članek: Zaznavanje vode v atmosferi HR 8799 c z visoko disperzijsko spektroskopijo v L-pasu s pomočjo prilagodljive optike
- Vpis v Wikipedijo: HR 8799
- Raziskovalni članek: Neposredno slikanje več planetov, ki krožijo okoli zvezde HR 8799
- Keck Observatory: Instrumentacija teleskopa
