איסוף מידע מפורט על Exoplanets הוא קשה ביותר. אולם כעת צוות שהשתמש בטכנולוגיה מתקדמת במצפה הכוכבים קק קפץ קפיצה גדולה בתצפית על גבי Exoplanet וגילה מים באטמוספירה של כוכב לכת שנמצא במרחק 179 שנות אור.
מערכת השמש בלב זה מכילה כוכב בשם HR 8799, וכוכבי הלכת שלו: HR 8799 b, c, d ו- e. המערכת נמצאת במרחק של 179 שנות אור בקבוצת הכוכבים פגסוס. הכוכב עצמו הוא כוכב רצף ראשי בן 30 מיליון שנה. זה בולט מכמה סיבות, כולל המאפיינים הכוכבים המשונים שלו. אבל זה היה ראוי לציון מסיבה חשובה נוספת. בשנת 2008 הודיעו המדענים כי הם צפו ישירות בשלושה exoplanets סביב הכוכב - HR 8799b, c ו- d - באמצעות הטלסקופים של Keck ו- Gemini. ואז בשנת 2010 הם הודיעו על גילוי כוכב לכת רביעי, HR 8799 e.
ההכרזה החדשה ביותר מבוססת על העבודה הקודמת משנת 2008, והאסטרונומים שעומדים מאחורי המחקר הזה מכנים את ההכרזה האחרונה "צעד אבן" בדרך לתמונות טובות וטובות יותר של exoplanets.
התצפיות החדשות הן של HR 8799 c, שנצפו לראשונה בשנת 2008. זהו כוכב לכת ענקי צעיר כפול פי המוני של צדק שמקיף את הכוכב שלו כל 200 שנה. תצפיות חדשות אלה המצולמות ישירות מאשרות את נוכחותם של מים באטמוספרה ומאשרים את היעדר מתאן.
"סוג זה של טכנולוגיה הוא בדיוק מה שאנחנו רוצים להשתמש בעתיד כדי לחפש סימני חיים בכוכב לכת דמוי כדור הארץ." - דימיטרי מאווט, מחבר המחקר, Caltech ו- JPL.
תצפיות חדשות אלה נובעות משילוב חזק בין שתי טכנולוגיות טלסקופ בקק. הראשונה היא אופטיקה אדפטיבית. אופטיקה אדפטיבית נוגדת את השפעות הטשטוש של האטמוספרה של כדור הארץ. השני הוא ספקטרומטר בטלסקופ Keck 2 הנקרא כמעט אינפרא אדום קריוגני Echelle Spectrograph (NIRSPEC), ספקטרומטר ברזולוציה גבוהה הפועל באור אינפרא אדום.
"סוג זה של טכנולוגיה הוא בדיוק מה שאנחנו רוצים להשתמש בעתיד כדי לחפש סימני חיים בכוכב לכת דמוי כדור הארץ. אנחנו עדיין לא שם, אבל אנחנו צועדים קדימה, "אומר דימיטרי מוואט, פרופסור חבר לאסטרונומיה בסלטק ומדען מחקר ב- JPL, שאותו מנהל Caltech עבור נאס"א, ומחבר משותף למחקר שהציג את הממצאים הללו.
הממצאים החדשים פורסמו בכתב העת האסטרונומי. הסופר הראשי הוא ג'י וואנג, לשעבר חוקר פוסט-דוקטורט בקלטק וכעת פרופסור באוניברסיטת אוהיו סטייט.
עד כה צילמו אסטרונומים ישירות יותר מתריסר exoplanets. מערכת HR 8799 היא המערכת המרובת-פלנטות הראשונה שצולמה באופן ישיר. אבל התמונות הן רק הצעד הראשון במחקר זה.
לאחר הצילום ניתן לנתח את התמונות עבור ההרכב הכימי באטמוספרה שלהן. כאן נכנס הספקטרוסקופיה. במקרה זה היכולות המעודנות של NIRSPEC היו המפתח.
NIRSPEC הוא מכשיר בטלסקופ Keck 2 הפועל ברצועת L אינפרא אדום. פס L הוא סוג של אור אינפרא אדום באורך גל של כ -3.5 מיקרומטר, ואזור הספקטרום עם טביעות אצבעות כימיות מפורטות רבות. "להקת ה- L כבר לא התעלמה בעבר מכיוון שהשמיים בהירים יותר באורך הגל הזה", אומר מאווט. "אם היית חייזר עם עיניים מכוונות ללהקת ה- L, היית רואה שמיים בהירים במיוחד. קשה לראות exoplanets דרך הרעלה הזו. "
על ידי שילוב של ספקטרוגרפיה של להקת L עם אופטיקה אדפטיבית, הם התגברו על קשיי התבוננות בכוכב לכת שאורו כמעט טובע על ידי הכוכב שלו. הם הצליחו לבצע את המדידות המדויקות של כדור הארץ שעדיין אישרו את נוכחותם של מים והיעדר מתאן.
"כרגע, עם קק, אנחנו כבר יכולים ללמוד על הפיזיקה והדינמיקה של כוכבי הלכת האקזוטיים הענקיים האלה, שאינם דומים לכוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו", אומר וואנג.
"כעת אנו בטוחים יותר בנוגע למחסור במתאן בכוכב הלכת הזה," אומר וואנג. "יכול להיות שזה נובע מהתערבבות באטמוספירה של כדור הארץ. המתאן, שאנו מצפים שיהיה שם על פני השטח, יכול להיות מדולל אם תהליך ההסעה מעלה שכבות עמוקות יותר של כדור הארץ שאין להם מתאן. "
הצוות של Mawet כבר מתכונן לכלי הבא והחדש ביותר במצפה הכוכבים. זה נקרא KPIC, (Keck Planet Imager and Characterizer). KPIC תשתמש באופטיקה אדפטיבית ובספקטרוסקופיה, אך כדי להשפיע אפילו יותר. עם KPIC, אסטרונומים יוכלו לתאר כוכבי לכת שהם אפילו יותר חלשים, וקרובים יותר לכוכבם מכפי ש- HR 8799c הוא.
והעתיד בהיר עוד יותר לצילומי exoplanet. הטכנולוגיה העומדת מאחורי אופטיקה אדפטיבית וספקטרוסקופיה שעזרו לדמיין את הכוכב הזה תושם בשימוש בטלסקופים העתידיים שלנו.
"KPIC הוא קרש קפיצה למכשיר הטלסקופ של שלושים מטר העתיד שלנו", אומר מאווט. "לעת עתה אנו לומדים רבות על הדרכים הרבות בהן נוצרים כוכבי לכת ביקום שלנו."
- הודעה לעיתונות: אבני מדרכה של Exoplanet
- נייר מחקר: איתור מים באטמוספירה של HR 8799 c עם פסי ספקטרוסקופיה בפס L גבוהה בעזרת אופטיקה אדפטיבית
- כניסה לוויקיפדיה: HR 8799
- נייר מחקר: הדמיה ישירה של כוכבי לכת מרובים המקיפים את כוכב HR 8799
- מצפה הכוכבים של קק: מכשור טלסקופ
