Καθώς όλο και περισσότεροι εξωπλανήτες αναγνωρίζονται και επιβεβαιώνονται από διάφορες μεθόδους παρατήρησης, το «άγιο δισκοπότηρο» είναι η ανακάλυψη ενός πραγματικά γήινου κόσμου… ένα από τα χαρακτηριστικά του οποίου είναι η παρουσία υγρού νερού. Και ενώ είναι αλήθεια ότι το νερό έχει αναγνωριστεί στις παχιές ατμόσφαιρες των εξωπλανητών «καυτού Δία» στο παρελθόν, μια νέα τεχνική έχει πλέον χρησιμοποιηθεί για να εντοπίσει τη φασματική του υπογραφή σε έναν ακόμη τεράστιο κόσμο έξω από το ηλιακό μας σύστημα - πιθανώς ανοίγοντας το δρόμο για ακόμη περισσότερα τέτοιες ανακαλύψεις.
Ερευνητές από το Caltech, το Πανεπιστήμιο Penn State, το Naval Research Laboratory, το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics συνεργάστηκαν σε ένα έργο που χρηματοδοτήθηκε από το NSF για να αναπτύξουν έναν νέο τρόπο εντοπισμού της παρουσίας νερού σε ατμοσφαιρές εξωπλανητών.
Οι προηγούμενες μέθοδοι βασίστηκαν σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, όπως όταν οι εξωπλανήτες - σε αυτό το σημείο όλοι οι "καυτοί Δία", οι αέριοι πλανήτες που περιστρέφονται κοντά στα αστέρια του ξενιστή τους - βρίσκονταν στη διαδικασία διέλευσης των αστεριών τους, όπως φαίνεται από τη Γη.
Αυτό, δυστυχώς, δεν ισχύει για πολλούς εξωηλιακούς πλανήτες… ειδικά εκείνους που δεν (ή δεν θα) ανακαλυφθούν με τη μέθοδο διέλευσης που χρησιμοποιείται από παρατηρητήρια όπως το Kepler.
Παρακολουθήστε: Kepler's Universe: More Planets in Our Galaxy Than Stars
Έτσι οι ερευνητές στράφηκαν σε μια άλλη μέθοδο ανίχνευσης εξωπλανητών: ακτινική ταχύτητα ή RV. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί ορατό φως για να παρακολουθήσει την κίνηση ενός αστεριού για το πάντα-τόσο ελαφρύ ταλάντευση που δημιουργήθηκε από τη βαρυτική «ρυμούλκηση» ενός πλανήτη σε τροχιά. Οι μετατοπίσεις Doppler στο φως του αστεριού υποδηλώνουν κίνηση με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, παρόμοια με το πώς το φαινόμενο Doppler αυξάνει και μειώνει το βήμα του κέρατου ενός αυτοκινήτου καθώς περνάει.
Αλλά αντί να χρησιμοποιεί ορατά μήκη κύματος, η ομάδα βυθίστηκε στο φάσμα υπερύθρων και, χρησιμοποιώντας το φασματογράφο Near Infrared Echelle (NIRSPEC) στο Παρατηρητήριο WM Keck στη Χαβάη, καθόρισε την τροχιά του σχετικά κοντινού καυτού Δία tau Boötis b… και στη διαδικασία χρησιμοποίησε τη φασματοσκοπία της για να εντοπίσει μόρια νερού στον ουρανό του.
«Οι πληροφορίες που λαμβάνουμε από τον φασματογράφο είναι σαν να ακούμε μια ορχήστρα. ακούτε όλη τη μουσική μαζί, αλλά αν ακούσετε προσεκτικά, μπορείτε να διαλέξετε μια τρομπέτα ή ένα βιολί ή ένα βιολοντσέλο και γνωρίζετε ότι αυτά τα όργανα είναι παρόντα », δήλωσε η Αλεξάντρα Λόκγουντ, απόφοιτος φοιτητής στο Caltech και πρώτος συγγραφέας του μελέτη. «Με το τηλεσκόπιο, βλέπετε όλο το φως μαζί, αλλά ο φασματογράφος σας επιτρέπει να διαλέξετε διαφορετικά κομμάτια. σαν αυτό το μήκος κύματος του φωτός σημαίνει ότι υπάρχει νάτριο ή αυτό σημαίνει ότι υπάρχει νερό. "
Προηγούμενες παρατηρήσεις του tau Boötis b με το VLT στη Χιλή είχαν εντοπίσει το μονοξείδιο του άνθρακα καθώς και τις ψυχρότερες θερμοκρασίες μεγάλου υψομέτρου στην ατμόσφαιρά του.
Τώρα, με αυτήν την αποδεδειγμένη τεχνική IR RV, οι ατμόσφαιρες των εξωπλανητών που δεν συμβαίνουν να διασχίζουν μπροστά από τα αστέρια τους από την άποψή μας μπορούν επίσης να εξεταστούν για την παρουσία νερού, καθώς και για άλλες ενδιαφέρουσες ενώσεις.
«Τώρα εφαρμόζουμε την αποτελεσματική νέα τεχνική υπέρυθρης ακτινοβολίας σε αρκετούς άλλους μη διαμετακόμιμους πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο», δήλωσε ο Τσαντ Μπέντερ, ερευνητής στο Υπουργείο Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Penn και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Αυτοί οι πλανήτες είναι πολύ πιο κοντά μας από τους κοντινότερους πλανήτες διέλευσης, αλλά σε μεγάλο βαθμό έχουν αγνοηθεί από τους αστρονόμους, επειδή η άμεση μέτρηση της ατμόσφαιρας τους με προηγούμενες υπάρχουσες τεχνικές ήταν δύσκολη ή αδύνατη».
Μόλις τεθεί σε λειτουργία η επόμενη γενιά τηλεσκοπίων υψηλής ισχύος - όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, που πρόκειται να ξεκινήσει το 2018 - ακόμη και μικρότεροι και πιο απομακρυσμένοι εξωπλανήτες μπορούν να παρατηρηθούν με τη μέθοδο IR ... ίσως βοηθώντας να γίνει η πρωτοποριακή ανακάλυψη ενός πλανήτη σαν τον δικό μας.
«Ενώ η τρέχουσα κατάσταση της τεχνικής δεν μπορεί να ανιχνεύσει πλανήτες που μοιάζουν με γη γύρω από αστέρια όπως ο Ήλιος, με τον Keck θα πρέπει σύντομα να είναι δυνατή η μελέτη των ατμοσφαιρών των λεγόμενων πλανητών« super-Earth »που ανακαλύπτονται γύρω από κοντινά αστέρια χαμηλής μάζας, πολλά εκ των οποίων δεν διέρχονται ", δήλωσε ο καθηγητής κοσμοχημείας και πλανητικών επιστημών του Caltech, Geoffrey Blake. "Τα μελλοντικά τηλεσκόπια όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και το τηλεσκόπιο Thirty Meter (TMT) θα μας επιτρέψουν να εξετάσουμε πολύ πιο δροσερούς πλανήτες που είναι πιο μακριά από τα αστέρια του ξενιστή τους και όπου υπάρχει πιθανότητα ύπαρξης υγρού νερού."
Τα ευρήματα περιγράφονται σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στην ηλεκτρονική έκδοση της 24ης Φεβρουαρίου 2014 τουΗ Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα.
Πηγές: Δελτία τύπου Caltech και EurekAlert.
