Получено первое изображение планеты в L-диапазоне
Впервые астрономы смогли собрать так много данных о составе планеты, известной как HR 8799c, — молодой гигантской газовой планете, примерно в 7 раз превышающей массу Юпитера, которая каждые 200 лет вращается вокруг своей звезды. Подробные наблюдения были сделаны при помощи обсерватории «Кек» на Гавайях. Выяснилось, что в атмосфере воды присутствует вода и полностью отсутствует метан. Ведущим автором новой статьи в «Астрономическом журнале» является Цзи Ван, доцент из Университета штата Огайо (США).
Не смотря на то, что другие исследователи ранее также делали подобные измерения этой планеты, новые данные демонстрируют силю объединения спектроскопии высокого разрешения с технологией, известной как адаптивная оптика, которая корректирует эффект размытия атмосферы Земли.
«Этот тип технологий — именно то, что мы хотим использовать в будущем для поиска признаков жизни на планете, подобной Земле. Мы еще не достигли ее, но мы движемся вперед к своей цели», — отметил Димитри Мау, адъюнкт-профессор астрономии в Caltech и научный сотрудник JPL NASA, соавтор новой статьи опубликованной в «Астрономическом журнале».
Съемка планет, которые вращаются вокруг других звезд-экзопланет, — это сложная задача. Свет от звезд хозяев далеко затмевает планеты, что затрудняет их восприятие. До настоящего времени было отображено всего более дюжины экзопланет, в том числе HR 8799c и трех ее планетарных спутников. На самом деле, HR 8799 является единственной известной на данный момент системой с несколькими планетами, фото которой есть у астрономов. Прямые изображения HR8799, обнаруженные с помощью адаптивной оптики на телескопе Keck II, являются первыми в истории фотографиями, показывающими планетную систему, вращающуюся на орбите звезды отличной от нашего Солнца.
После получения изображения астрономы могут использовать спектрометры для того, чтобы разбить свет планеты, как призму, превращающую солнечный свет в радугу, тем самым выявляя отпечатки химических веществ. До сих пор эта стратегия использовалась для изучения атмосферы нескольких гигантских экзопланет.
Следующий шаг — сделать то же самое только для небольших планет, которые находятся близко к своим звездам (чем ближе планета к звезде и чем меньше ее размер, тем труднее ее увидеть). Конечной целью является поиск химических веществ в атмосферах землеподобных планет, которые вращаются в «пригодной для жизни зоне» звезды, включая любые биосигналы, которые могут указывать на жизнь, такие как вода, кислород и метан.
«Прямо сейчас, с помощью обсерватории «Кек», мы уже можем многое узнать о физике и динамике этих гигантских экзотических планет, которые ничем не отличаются от планет нашей Солнечной системы», — отметил Ван.
В новом исследовании астрономы использовали прибор на телескопе Keck II под названием NIRSPEC — спектрометр высокого разрешения, который работает в инфракрасном свете. Они объединили возможности инструмента с мощной адаптивной оптикой обсерватории«Кек» и получили более четкие изображения с учетом турбулентности атмосферы Земли. Впервые технические возможности позволили получить изображение в так называемом L-диапазоне, — инфракрасный свет с длиной волны около 3,5 микрометров и область спектра с подробным описанием химических элементов.
Таким образом ученые пришли к выводу, что добавление адаптивной оптики сделало L-диапазон доступным для изучения планеты HR 8799c. В своей работе они сделали самые точные измерения атмосферных составляющих планеты и подтвердили, что в ней присутствует вода и полностью отсутствует метан.