Η συγκέντρωση λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με τους εξωπλανήτες είναι εξαιρετικά δύσκολη. Το φως από το γονικό αστέρι τους ανακλάται από τον εξωπλανήτη, καθιστώντας δύσκολη τη θέαση τους από τα τηλεσκόπια. Αλλά τώρα μια ομάδα που χρησιμοποιεί τεχνολογία αιχμής στο παρατηρητήριο Keck έχει κάνει ένα μεγάλο άλμα στην παρατήρηση των εξωπλανήτων και έχει εντοπίσει νερό στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη 179 έτη φωτός μακριά.
Μια απεικόνιση του εξωπλανήτη HR 8799c. Έχει 7-πλάσια μάζα από τον Δία και οι επιστήμονες έχουν επιβεβαιώσει την παρουσία του νερού στην ατμόσφαιρα του.
Το ηλιακό σύστημα στην καρδιά αυτού του συστήματος διαθέτει ένα αστέρι που ονομάζεται HR 8799 και οι πλανήτες του: HR 8799 b, c, d και e. Το σύστημα απέχει 179 έτη φωτός στον αστερισμό του Πήγασου. Το ίδιο το αστέρι είναι άστρο της κύριας ακολουθίας 30 εκατομμυρίων ετών. Είναι αξιοσημείωτο για διάφορους λόγους, συμπεριλαμβανομένων και των δικών του ιδιόμορφων αστρικών ιδιοτήτων . Αλλά ήταν αξιοσημείωτο και για έναν άλλο σημαντικό λόγο. Το 2008, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι είχαν παρατηρήσει απευθείας τρεις εξωπλανήτες γύρω από το αστέρι-HR 8799b, c, και d-χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια Keck και Gemini. Στη συνέχεια, το 2010 ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός τέταρτου πλανήτη, HR 8799 e.
Αυτή η νεώτερη ανακοίνωση βασίζεται σε προηγούμενες εργασίες από το 2008 και οι αστρονόμοι πίσω από αυτή τη μελέτη αποκαλούν την τελευταία ανακοίνωση ως «σκαλοπάτι» στο δρόμο προς καλύτερες και καλύτερες εικόνες των εξωπλανητών.
Οι νέες παρατηρήσεις είναι του HR 8799 c, που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2008. Είναι ένας νεαρός αέριος γιγάντιος πλανήτης με περίπου 7 φορές τη μάζα του Δία, που περιστρέφεται γύρω από γονικό αστέρι του κάθε 200 χρόνια. Αυτές οι νέες άμεσες απεικονισμένες παρατηρήσεις επιβεβαιώνουν την ύπαρξη νερού στην ατμόσφαιρα και επιβεβαιώνουν την έλλειψη μεθανίου.
Αυτές οι νέες παρατηρήσεις προκύπτουν από έναν ισχυρό συνδυασμό δύο τεχνολογιών στο Keck. Το πρώτο είναι το προσαρμοστικό οπτικό σύστημα . Οι προσαρμοστικές οπτικές εξουδετερώνουν τις θολές επιδράσεις της ατμόσφαιρας της Γης. Το δεύτερο είναι ένα φασματόμετρο στο τηλεσκόπιο Keck 2 που ονομάζεται Spectrograph (NIRSPEC), ένα φασματόμετρο υψηλής ανάλυσης που λειτουργεί σε υπέρυθρο φως. <
“Αυτός ο τύπος τεχνολογίας είναι ακριβώς αυτό που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε στο μέλλον για να αναζητήσουμε σημάδια ζωής σε έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη. Δεν είμαστε ακόμα εκεί, αλλά προχωρούμε μπροστά », λέει ο Dimitri Mawet, αναπληρωτής καθηγητής αστρονομίας στο Caltech και ερευνητής του JPL.
Το σύστημα HR 8799 περιέχει το πρώτο εξωπλανήτη που απεικονίζεται απευθείας
Τα νέα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στην Αστρονομική Εφημερίδα.
Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι έχουν άμεσα αντιγράψει περισσότερους από δώδεκα εξωπλανήτες. Το σύστημα HR 8799 είναι το πρώτο σύστημα πολλαπλών πλανητών που έχει άμεσα αντιγραφεί. Αλλά οι εικόνες είναι μόνο το πρώτο βήμα αυτής της μελέτης.
Μόλις ληφθούν, οι εικόνες μπορούν να αναλυθούν για τη χημική σύνθεση στις ατμόσφαιρές τους. Εδώ έρχεται η φασματοσκοπία. Στην περίπτωση αυτή, οι εξειδικευμένες ικανότητες του NIRSPEC ήταν καθοριστικής σημασίας.
Το NIRSPEC είναι ένα όργανο στο τηλεσκόπιο Keck 2 που λειτουργεί στην υπέρυθρη λωρίδα L. Η ζώνη L είναι ένα είδος υπέρυθρου φωτός με μήκος κύματος περίπου 3,5 μικρομέτρων και μια περιοχή του φάσματος με πολλά λεπτομερή χημικά δακτυλικά αποτυπώματα. “Η μπάντα L έχει παραβλεφθεί στο παρελθόν επειδή ο ουρανός είναι φωτεινότερος σε αυτό το μήκος κύματος”, λέει ο Mawet. “Αν ήσαστε ξένος με τα μάτια συντονισμένα στην L-band, θα δείτε έναν εξαιρετικά φωτεινό ουρανό. Είναι δύσκολο να δείτε τους εξωπλανήτες μέσα από αυτό το πέπλο. ”
Συνδυάζοντας τη φασματογραφία της ζώνης L με την προσαρμοστική οπτική, ξεπέρασαν τις δυσκολίες παρατήρησης ενός πλανήτη που το φως σχεδόν πνίγεται από το αστέρι του. Ήταν σε θέση να κάνουν τις ακριβείς μετρήσεις ακόμα του πλανήτη, επιβεβαιώνοντας την παρουσία νερού και την απουσία μεθανίου.
Το παρατηρητήριο Keck αποτελείται από 2 τηλεσκόπια, Keck 1 και Keck 2, στο όρος Mauna Kea στη Χαβάη.
“Αυτή τη στιγμή, με το Keck, μπορούμε να μάθουμε για τη φυσική και τη δυναμική αυτών των γιγαντιαίων εξωτικών πλανητών, που δεν είναι τίποτε σαν τους δικούς μας πλανήτες του ηλιακού συστήματος”, λένε οι επιστήμονες.
“Είμαστε τώρα πιο σίγουροι για την έλλειψη μεθανίου σε αυτόν τον πλανήτη”, συνεχίζουν. “Αυτό μπορεί να οφείλεται στην ανάμειξη στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Το μεθάνιο, το οποίο θα περίμενε κανείς στην επιφάνεια, θα μπορούσε να αραιωθεί με τη διαδικασία της μεταφοράς σε στρώματα που δεν έχουν μεθάνιο ».
Και το μέλλον είναι ακόμα πιο φωτεινό για την απεικόνιση εξωπλανήτων. Η τεχνολογία πίσω από την προσαρμοστική οπτική και τη φασματοσκοπία που βοήθησε την εικόνα αυτού του πλανήτη θα τεθεί σε χρήση στα μελλοντικά τηλεσκόπια μας.
