Еще один метод был добавлен в инструментарий охотников за экзопланетами, и он не требует огромных наземных телескопов или космических обсерваторий. Эта новая наземная техника позволит изучать атмосферы планет за пределами нашей Солнечной системы, ускоряя наш поиск планет, похожих на Землю, с молекулами, связанными с жизнью.
11 августа 2007 года Марк Суэйн из JPL и его команда превратили объект инфракрасного телескопа НАСА - 3-метровый телескоп на вершине Мауна-Кеа, Гавайи, - в горячую планету размером с Юпитер HD 189733b в созвездии Лисички. , Каждые 2,2 дня планета вращается вокруг звезды главной последовательности K-типа, немного более холодной и меньшей, чем наше Солнце. HD189733b уже привел к прорыву в науке экзопланет, включая обнаружение водяного пара, метана и углекислого газа с помощью космических телескопов.
Используя новый метод калибровки для устранения систематических ошибок наблюдения, вызванных нестабильностью земной атмосферы, они получили измерение, раскрывающее детали состава и условий атмосферы HD189733b, что является беспрецедентным достижением для наземной обсерватории.
Они обнаружили углекислый газ и метан в атмосфере экзопланеты HD 189733b с помощью спектрографа SpeX, который разделяет свет на его компоненты, чтобы выявить отличительные спектральные характеристики различных химических веществ. Их ключевой работой была разработка нового метода калибровки для устранения систематических ошибок наблюдения, вызванных изменчивостью земной атмосферы и нестабильностью из-за движения системы телескопа, когда она отслеживает свою цель.
Исследователям потребовалось более двух лет, чтобы разработать их метод, чтобы его можно было применять к спектроскопическим наблюдениям с помощью 3-метрового телескопа, позволяющего идентифицировать конкретные молекулы, такие как метан и углекислый газ.
«В результате этой работы у нас теперь есть захватывающая перспектива, что другие соответствующим образом оборудованные, но относительно небольшие наземные телескопы должны быть способны характеризовать экзопланеты», - сказал Джон Рейнер, ученый по поддержке Инфракрасного телескопа НАСА, создавший спектрограф SpeX. «В некоторые дни мы даже не можем видеть Солнце с помощью телескопа, и тот факт, что в другие дни мы можем теперь получить спектр экзопланеты на расстоянии 63 световых лет», удивителен ».
Во время своих наблюдений команда обнаружила неожиданное яркое инфракрасное излучение метана, которое выделяется на дневной стороне HD198733b. Это может указывать на некоторую активность в атмосфере планеты, которая может быть связана с воздействием ультрафиолетового излучения родительской звезды планеты, попавшего в верхние слои атмосферы планеты, но необходимо более детальное изучение.
«Непосредственной целью использования этой техники является более полная характеристика атмосферы этой и других экзопланет, включая обнаружение органических и, возможно, пребиотических молекул», таких как те, которые предшествовали эволюции жизни на Земле, сказал Суэйн. «Мы готовы выполнить эту задачу». Некоторые ранние цели будут суперземлями. По словам Суэйна, эта технология, используемая совместно с наблюдениями НАСА от Хаббла, Спитцера и будущего космического телескопа Джеймса Уэбба, «даст нам совершенно блестящий способ охарактеризовать суперземли».
Об их работе сообщается сегодня в выпуске от 3 февраля 2010 года. Природа.
Большой список часто задаваемых вопросов об использовании спектра для изучения экзопланет см. На этой странице Института астрономии им. Макса Планка.
Источники: Институт астрономии им. Макса Планка, STFC
