Kun yhä useampia eksoplaneetteja tunnistetaan ja vahvistetaan erilaisilla havainnointimenetelmillä, edelleen vaikeasti vaeltava ”pyhä graali” on todella maallisen maailman löytäminen ... jonka yksi tunnusmerkkejä on nestemäisen veden läsnäolo. Ja vaikka on totta, että vettä on aiemmin tunnistettu “kuuman Jupiterin” eksoplaneettojen paksuista ilmakehistä, nyt uutta tekniikkaa on käytetty havaitsemaan sen spektrin allekirjoitus vielä toisessa aurinkokunnan ulkopuolella olevassa jättiläismaailmassa - tasoittaen mahdollisesti tietä vielä enemmän sellaisia löytöjä.
Tutkijat Caltechista, Penn State Universitystä, Merivoimien tutkimuslaboratoriosta, Arizonan yliopistosta ja Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksesta ovat ryhtyneet NSF: n rahoittamaan projektiin kehittääkseen uuden tavan tunnistaa veden esiintyminen eksoplaneettojen ilmakehössä.
Aikaisemmat menetelmät vetoivat tiettyihin tapauksiin, kuten esimerkiksi silloin, kun eksoplaneetat - tässä vaiheessa kaikki ”kuumat Jupiterit”, kaasumaiset planeetat, jotka kiertävät läheisesti isäntähtiensä kanssa - olivat parhaillaan siirtämässä tähtiänsä maapallosta katsottuna.
Tätä valitettavasti ei pidä paikka monissa ekstrasolaarisissa planeetoissa ... varsinkin sellaisissa, joita ei löydy (tai ei tule) havaitsemaan Keplerin kaltaisten observatorioiden käyttämällä kauttakulkumenetelmällä.
Katso: Keplerin universumi: Lisää planeettoja galaksissamme kuin tähtiä
Joten tutkijat kääntyivät toiseen menetelmään eksoplaneettojen havaitsemiseksi: säteittäisnopeus tai RV. Tämä tekniikka käyttää näkyvää valoa katsomaan tähden liikettä aina niin vähäisessä heilutuksessa, jonka kiertävän planeetan painovoima “hinaaja” on luonut. Doppler-muutokset tähden valossa osoittavat liikkumista tavalla tai toisella, samalla tavalla kuin Doppler-ilmiö nostaa ja alentaa auton sarven nousua sen ohitse.
Mutta sen sijaan, että käytettäisi näkyviä aallonpituuksia, joukkue meni infrapunaspektriin ja määritti läheisen infrapunasäteilyn spektrografin (NIRSPEC) avulla WM Keckin observatoriossa Havaijilla suhteellisen lähellä olevan Jupiter tau Boötis b: n kiertoradan… ja prosessissa käytti spektroskopiaa tunnistaakseen taivaassa olevat vesimolekyylit.
”Spektrografista saamme tiedot ovat kuin orkesteriesityksen kuunteleminen; kuulet kaiken musiikin yhdessä, mutta jos kuuntelet tarkkaan, voit valita trumpetin, viulun tai sello, ja tiedät, että nämä instrumentit ovat läsnä ”, sanoi Alexandra Lockwood, Caltechin jatko-opiskelija ja ensimmäisen kirjoittajan. opiskella. “Teleskoopin avulla näet kaiken valon yhdessä, mutta spektrografin avulla voit valita erilaisia kappaleita; kuten tämä valon aallonpituus tarkoittaa, että on natriumia, tai tämä tarkoittaa vettä. "
Aikaisemmat tau Boötis b: n havainnot Chilen VLT: n kanssa olivat tunnistaneet ilmakehän hiilimonoksidin ja viileämmän korkean lämpötilan.
Nyt tällä todistetulla IR RV -tekniikalla eksoplaneettojen ilmakehät, joita ei tapahdu risteävän tähtensä edessä näkökulmasta, voidaan myös tutkia veden ja muiden mielenkiintoisten yhdisteiden läsnäolon suhteen.
"Sovelemme nyt uutta tehokasta infrapunatekniikkaamme useisiin muihin ei-kulkeviin planeettoihin, jotka kiertävät tähtiä lähellä aurinkoa", kertoi Chad Bender, Pennin osavaltion tähtitieteen ja astrofysiikan laitoksen tutkimuskumppani ja tutkimuksen avustaja. "Nämä planeetat ovat paljon lähempänä meitä kuin lähimmät kauttakulkevat planeetat, mutta tähtitieteilijät ovat suurelta osin huomanneet ne, koska ilmakehän mittaus suoraan aiemmin olemassa olevilla tekniikoilla oli vaikeaa tai mahdotonta."
Kun seuraavan sukupolven suuritehoiset kaukoputket ovat valmis ja käynnissä - kuten James Webbin avaruusteleskooppi, joka on tarkoitus ottaa käyttöön vuonna 2018 -, IR-menetelmällä voidaan havaita vielä pienempiä ja kauempana olevia eksoplaneeteja… ehkäpä auttamalla tekemään uraauurtava löytö planeetta kuin meidän.
"Vaikka tekniikan nykytila ei pysty havaitsemaan maan kaltaisia planeettoja Auringon kaltaisten tähtien ympärillä, Keckin kanssa pitäisi pian olla mahdollista tutkia ns." Supermaapallon "planeettojen ilmapiiriä, jotka löydetään lähellä olevista pienimassatähteistä. Monet joista ei kulje ”, sanoi Caltechin kosmiokemian ja planeettatieteiden professori Geoffrey Blake. "Tulevat kaukoputket, kuten James Webbin avaruusteleskooppi ja kolmenkymmenen metrin teleskooppi (TMT), auttavat meitä tutkimaan paljon viileämpiä planeettoja, jotka ovat kauempana isäntätähteistään ja joissa nestemäistä vettä esiintyy todennäköisemmin."
Tulokset on kuvattu julkaisussa, joka julkaistiin 24. Helmikuuta 2014 verkkoversiossaThe Astrophysical Journal Letters.
Lähteet: Caltech- ja EurekAlert-lehdistötiedotteet.
