Η πιο λεπτομερής ματιά στην ατμόσφαιρα ενός απομακρυσμένου εξωπλανήτη έχει αποκαλύψει ένα μείγμα υδρατμών και μονοξειδίου του άνθρακα που καλύπτει έναν κόσμο δέκα φορές το μέγεθος του Δία περίπου 130 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Όπως ο Δίας, δεν έχει συμπαγή επιφάνεια και έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη από χίλιους βαθμούς. Επιπλέον, δεν εντοπίστηκαν σήματα μεθανίου στην ατμόσφαιρα. Αλλά αυτό το ηλιακό σύστημα εξακολουθεί να παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον, καθώς τρεις άλλοι γιγαντιαίοι κόσμοι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το ίδιο αστέρι και οι επιστήμονες δήλωσαν ότι η μελέτη αυτού του συστήματος όχι μόνο θα βοηθήσει στην επίλυση μυστηρίων για το πώς διαμορφώθηκε, αλλά και πώς διαμορφώθηκε και το δικό μας ηλιακό σύστημα.
Οι παρατηρήσεις έγιναν στο τηλεσκόπιο Keck II στη Χαβάη, χρησιμοποιώντας ένα φασματογράφο υπερύθρων απεικόνισης που ονομάζεται OSIRIS, το οποίο μπόρεσε να αποκαλύψει τα χημικά δακτυλικά αποτυπώματα συγκεκριμένων μορίων.
«Αυτό είναι το πιο έντονο φάσμα που έχει ληφθεί ποτέ από έναν εξωηλιακό πλανήτη», δήλωσε ο Δρ Bruce Macintosh, από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. «Αυτό δείχνει τη δύναμη της άμεσης απεικόνισης ενός πλανητικού συστήματος. Είναι το εξαιρετικό ψήφισμα που παρέχεται από αυτές τις νέες παρατηρήσεις που μας επέτρεψε να αρχίσουμε πραγματικά να διερευνούμε τον σχηματισμό πλανητών. "
«Με αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Travis Barman από το Παρατηρητήριο Lowell, «μπορούμε να συγκρίνουμε την ποσότητα του άνθρακα με την ποσότητα του οξυγόνου που υπάρχει στην ατμόσφαιρα και αυτό το χημικό μείγμα παρέχει ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκε το πλανητικό σύστημα "
Οι πλανήτες γύρω από το αστέρι, γνωστοί ως HR 8799, ζυγίζουν μεταξύ πέντε και 10 φορές τη μάζα του Δία και εξακολουθούν να λάμπουν στο υπέρυθρο με τη θερμότητα του σχηματισμού τους. Η ερευνητική ομάδα λέει ότι οι παρατηρήσεις τους δείχνουν ότι το ηλιακό σύστημα δημιουργήθηκε με παρόμοιο τρόπο με το δικό μας, με γίγαντες αερίου να σχηματίζονται πολύ μακριά από το γονικό τους αστέρι και μικρότερους, βραχώδεις πλανήτες πιο κοντά. Ωστόσο, δεν έχουν εντοπιστεί ακόμη βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη σε αυτό το σύστημα.
«Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το σύστημα HR 8799 είναι σαν ένα κλιμακωτό ηλιακό σύστημα», δήλωσε ο Quinn Kanopacky, αστρονόμος από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά. «Μόλις οι συμπαγείς πυρήνες μεγάλωσαν αρκετά, η βαρύτητά τους προσέλκυσε γρήγορα το περιβάλλον αέριο για να γίνουν οι τεράστιοι πλανήτες που βλέπουμε σήμερα. Δεδομένου ότι αυτό το αέριο είχε χάσει μέρος του οξυγόνου του, ο πλανήτης καταλήγει με λιγότερο οξυγόνο και λιγότερο νερό από ό, τι αν είχε σχηματιστεί μέσω βαρυτικής αστάθειας. "
Υπάρχουν δύο κορυφαία μοντέλα πλανητικού σχηματισμού: η βασική αύξηση και η αστάθεια της βαρύτητας. Όταν σχηματίζονται αστέρια, ένας δίσκος που σχηματίζει πλανήτες τα περιβάλλει. Με την αύξηση του πυρήνα, οι πλανήτες σχηματίζονται σταδιακά καθώς οι συμπαγείς πυρήνες μεγαλώνουν αργά αρκετά ώστε να αρχίσουν να λαμβάνουν αέριο από το δίσκο, ενώ στο μοντέλο βαρυτικής αστάθειας, οι πλανήτες σχηματίζονται σχεδόν αμέσως καθώς ο δίσκος καταρρέει.
Ιδιότητες όπως η σύνθεση της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη είναι στοιχεία για το πώς σχηματίστηκε ο πλανήτης και σε αυτήν την περίπτωση φαίνεται ότι ο πυρήνας έχει κερδίσει. Παρόλο που υπήρχαν ενδείξεις υδρατμών, αυτή η υπογραφή είναι ασθενέστερη από την αναμενόμενη εάν ο πλανήτης μοιράστηκε τη σύνθεση του γονικού του άστρου. Αντ 'αυτού, ο πλανήτης έχει υψηλή αναλογία άνθρακα προς οξυγόνο - ένα δακτυλικό αποτύπωμα του σχηματισμού του στον αέριο δίσκο πριν από δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Καθώς το αέριο ψύχθηκε με το χρόνο, σχηματίστηκαν κόκκοι πάγου νερού, εξαντλώντας το εναπομένον αέριο οξυγόνου. Ο πλανητικός σχηματισμός στη συνέχεια ξεκίνησε όταν ο πάγος και τα στερεά συλλέχθηκαν σε πλανητικούς πυρήνες.
«Μόλις οι συμπαγείς πυρήνες μεγάλωσαν αρκετά, η βαρύτητά τους προσέλκυσε γρήγορα το περιβάλλον αέριο για να γίνουν οι τεράστιοι πλανήτες που βλέπουμε σήμερα», δήλωσε ο Konopacky. «Δεδομένου ότι αυτό το αέριο είχε χάσει μέρος του οξυγόνου του, ο πλανήτης καταλήγει με λιγότερο οξυγόνο και λιγότερο νερό από ό, τι αν είχε σχηματιστεί μέσω βαρυτικής αστάθειας».
«Οι φασματικές πληροφορίες αυτής της ποιότητας όχι μόνο παρέχουν ενδείξεις για το σχηματισμό των πλανητών HR8799 αλλά και παρέχουν την καθοδήγηση που χρειαζόμαστε για να βελτιώσουμε τη θεωρητική μας κατανόηση των ατμοσφαιρών του εξωπλανήτη και την πρώιμη εξέλιξή τους», δήλωσε ο Barman. «Ο συγχρονισμός αυτού του έργου δεν θα μπορούσε να είναι καλύτερος καθώς έρχεται στα τακούνια των νέων οργάνων που θα απεικονίσουν δεκάδες περισσότερους εξωπλανήτες, σε τροχιά γύρω από άλλα αστέρια, που μπορούμε να μελετήσουμε με παρόμοια λεπτομέρεια».
Αυτό το σύστημα ήταν επίσης η μελέτη ως μέρος της απεικόνισης απομακρυσμένης αναγνώρισης με το Project 1640. Το παρακάτω βίντεο εξηγεί περισσότερα:
Πηγή: Παρατηρητήριο Keck
