Оскільки все більше і більше екзопланет ідентифікуються та підтверджуються різними методами спостереження, все ще невловимий «святий грааль» - це відкриття справді земного світу… Однією з ознак якого є наявність рідкої води. І хоча це правда, що вода була визначена в густих атмосферах екзопланет "гарячого Юпітера", тепер застосовується нова техніка для виявлення її спектральної сигнатури в ще одному гігантському світі поза нашою Сонячною системою - потенційно проклавши шлях для ще більше такі відкриття.
Дослідники з Caltech, Penn State University, Військово-морської лабораторії, Університету Арізони та Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики об'єдналися в проект, який фінансується NSF, щоб розробити новий спосіб виявлення присутності води в атмосфері екзопланети.
Попередні методи спиралися на конкретні випадки, наприклад, коли екзопланети - в цей момент усі «гарячі Юпітери», газоподібні планети, які близько рухаються до зірок-господарів - були в процесі транзиту своїх зірок як видно із Землі.
На жаль, це не стосується багатьох позасонячних планет ... особливо тих, яких не було (або не буде) виявлено методом транзиту, який застосовували обсерваторії типу Кеплера.
Дивитися: Всесвіт Кеплера: Більше планет у нашій Галактиці, ніж зірок
Тож дослідники звернулися до іншого методу виявлення екзопланет: радіальної швидкості або RV. Ця методика використовує видиме світло для спостереження за рухом зірки за все настільки легким коливанням, що створюється гравітаційним «буксиром» планети, що обертається. Доплерівські зрушення у світлі зірки вказують так чи інакше на рух, подібно до того, як ефект Доплера збільшується та знижує крок рогу автомобіля, коли він проходить повз.
Але замість використання видимих довжин хвиль, команда занурилася в інфрачервоний спектр і, використовуючи Спектрограф ближнього інфрачервоного ешеля (NIRSPEC) в обсерваторії КМ Кек на Гаваях, визначила орбіту відносно поблизу гарячого Юпітера тау Боотиса b… і в процесі використовувала свою спектроскопію для виявлення молекул води на своєму небі.
«Інформація, яку ми отримуємо з спектрографа, подібно до прослуховування оркестрового виконання; Ви чуєте всю музику разом, але якщо ви уважно слухаєте, ви можете підібрати трубу, скрипку чи віолончель, і ви знаєте, що ці інструменти присутні », - сказала Олександра Локвуд, аспірантка Caltech і перша автор книги дослідження. "За допомогою телескопа ви бачите все світло разом, але спектрограф дозволяє вибирати різні шматки; як ця довжина хвилі світла означає, що є натрій, або ця означає, що є вода. "
Попередні спостереження тау Boötis b з VLT в Чилі виявили окис вуглецю, а також більш низькі висотні температури в його атмосфері.
Тепер, за допомогою цієї перевіреної методики ІЧ-РВ, атмосфери екзопланет, які з нашої точки зору не перетинаються перед зірками, можна також перевірити на предмет присутності води, а також інших цікавих сполук.
"Зараз ми застосовуємо нашу ефективну інфрачервону техніку до кількох інших непрохідних планет, що обходять навколо зорі навколо Сонця", - сказав Чад Бендер, науковий співробітник Державного департаменту астрономії та астрофізики Пенну та співавтор статті. "Ці планети набагато ближче до нас, ніж найближчі транзитні планети, але астрономи значною мірою їх ігнорували, оскільки безпосередньо вимірювати їх атмосферу за допомогою існуючих раніше методів було важко або неможливо".
Після того, як наступні покоління потужних телескопів будуть запущені - як космічний телескоп Джеймса Вебба, який планується запустити в 2018 році - навіть менші та віддаленіші екзопланети можна спостерігати методом ІЧ ... можливо, це допоможе зробити новаторське відкриття планети, як у нас.
"Хоча сучасний стан техніки не може виявити землеподібні планети навколо зірок, як Сонце, з Кеком незабаром має бути можливість вивчити атмосфери так званих" надземних "планет, виявлених навколо довколишніх зірок з низькою масою, багато які не проходять транзитом, - сказав професор кафедри космохімії та планетарних наук Калтех Джеффрі Блейк. "Майбутні телескопи, такі як космічний телескоп" Джеймс Вебб "і телескоп тридцятиметровий (TMT), дозволять нам досліджувати набагато прохолодніші планети, віддаленіші від зірок-господарів і де рідша вода існує більше".
Результати описуються в документі, опублікованому в онлайн-версії 24 лютого 2014 рокуЛисти до астрофізичного журналу.
Джерела: прес-релізи Caltech та EurekAlert.
