Зібрати детальну інформацію про екзопланети надзвичайно важко. Але зараз команда, яка використовує передові технології в обсерваторії Кек, зробила великий стрибок у спостереженні за екзопланетом і виявила воду в атмосфері планети за 179 світлових років.
У Сонячній системі в основі цієї зірки є зірка, яка називається HR 8799, та її планети: HR 8799 b, c, d та e. Система знаходиться на відстані 179 світлових років у сузір'ї Пегас. Сама зірка - 30-мільйонна зірка головної послідовності. Це помітно з ряду причин, включаючи власні незвичайні зоряні властивості. Але це примітно з іншої важливої причини. У 2008 році вчені оголосили, що безпосередньо спостерігали три екзопланети навколо зірки - HR 8799b, c і d - за допомогою телескопів Кека і Близнюків. Потім у 2010 році вони оголосили про відкриття четвертої планети, HR 8799 e.
Це нове оголошення ґрунтується на більш ранній роботі з 2008 року, і астрономи, що стоять за цим дослідженням, називають останнє оголошення «кроком» на шляху до кращих і кращих зображень екзопланет.
Нові спостереження - HR 8799 c, вперше помічені в 2008 році. Це молода планета-гігант, яка приблизно в 7 разів перевищує масу Юпітера, яка обертається навколо її зірки кожні 200 років. Ці нові спостереження прямого зображення підтверджують наявність води в атмосфері та підтверджують нестачу метану.
"Цей тип технології - це саме те, що ми хочемо використовувати в майбутньому для пошуку ознак життя на планеті, подібній до Землі". - Димитрій Маует, автор дослідження, Caltech та JPL.
Ці нові спостереження випливають із потужної комбінації двох телескопних технологій у Кека. Перший - адаптивна оптика. Адаптивна оптика протидіє розмиванню ефектів земної атмосфери. Другий - це спектрометр на телескопі Keck 2 під назвою Спектрограф ближнього інфрачервоного кріогенного ешелі (NIRSPEC), спектрометр високої роздільної здатності, який працює в інфрачервоному світлі.
«Цей тип технології - це саме те, що ми хочемо використовувати в майбутньому для пошуку ознак життя на планеті, подібній до Землі. Ми ще не там, але ми рухаємось вперед », - каже Димитрій Моует, доцент кафедри астрономії в Caltech і науковий співробітник JPL, який Caltech керує НАСА, і співавтор дослідження, яке представило ці висновки.
Нові результати були опубліковані в журналі Astronomical Journal. Головним автором є Джи Ван, колишній науковий співробітник докторантської науки в Каліфорнії, а зараз доцент в Державному університеті штату Огайо.
Поки астрономи безпосередньо зобразили більше десятка екзопланет. Система HR 8799 є першою багатопланетною системою, яка була безпосередньо зображена. Але образи - це лише перший крок у цьому дослідженні.
Після їх зйомки можна проаналізувати хімічний склад у їх атмосфері. Тут відбувається спектроскопія. У цьому випадку вдосконалені здібності NIRSPEC були ключовими.
NIRSPEC - прилад телескопа Keck 2, який працює в інфрачервоній діапазоні L. Діапазон L - це тип інфрачервоного світла з довжиною хвилі близько 3,5 мікрометрів та областю спектру з багатьма деталізованими хімічними відбитками. "Раніше L-діапазон значною мірою не помічався, оскільки небо на цій довжині хвилі яскравіше", - каже Маует. "Якщо ви були прибульцем із очима, налаштованим на L-діапазон, ви побачили б надзвичайно яскраве небо. Через цю завісу важко побачити екзопланети ».
Поєднуючи спектрографію L-діапазону з адаптивною оптикою, вони подолали труднощі спостереження за планетою, яку світло майже заглушило її зірка. Вони змогли зробити точні вимірювання планети, підтвердивши наявність води та відсутність метану.
"Зараз з Кеком ми вже можемо дізнатися про фізику та динаміку цих гігантських екзотичних планет, які не схожі на наші власні планети Сонячної системи", - каже Ван.
"Зараз ми впевнені в нестачі метану на цій планеті", - говорить Ванг. "Це може бути пов’язано з перемішуванням атмосфери планети. Метан, який, як ми очікуємо, буде там, на поверхні, може бути розведений, якщо процес конвекції підніме глибші шари планети, у яких немає метану ".
Команда Mawet вже готується до наступного та новітнього інструменту в обсерваторії Кека. Він називається KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer). KPIC використовуватиме адаптивну оптику та спектроскопію, але для кращого ефекту. Завдяки KPIC астрономи зможуть зображувати планети, які ще слабші та ближче до своєї зірки, ніж це HR 8799c.
А майбутнє ще світліше для зображень екзопланет. Технологія адаптивного оптики та спектроскопії, яка допомогла зобразити цю планету, буде використана на наших майбутніх телескопах.
"KPIC - це плацдарм для нашого майбутнього інструменту телескопа на тридцять метрів", - каже Маует. "Зараз ми багато дізнаємося про безліч способів формування планет у нашому Всесвіті".
- Прес-реліз: Дійові камені Exoplanet
- Дослідницький документ: Виявлення води в атмосфері HR 8799 c за допомогою L-діапазонної високодисперсійної спектроскопії за допомогою адаптивної оптики
- Запис у Вікіпедії: HR 8799
- Дослідницький документ: Пряме зображення декількох планет, що обертаються навколо зірки HR 8799
- Обсерваторія Кека: Прилад телескопа
