Najbardziej szczegółowe spojrzenie na atmosferę odległej egzoplanety ujawniło mieszaninę pary wodnej i tlenku węgla pokrywającą świat dziesięć razy większy od Jowisza około 130 lat świetlnych od Ziemi. Podobnie jak Jowisz, nie ma on stałej powierzchni i ma temperaturę ponad tysiąca stopni. Ponadto w atmosferze nie wykryto charakterystycznych sygnałów metanowych. Ale ten układ słoneczny jest nadal bardzo interesujący, ponieważ trzy inne gigantyczne światy krążą wokół tej samej gwiazdy, a naukowcy twierdzą, że badanie tego układu pomoże nie tylko rozwiązać tajemnice jego powstania, ale także sposobu ukształtowania naszego własnego Układu Słonecznego.
Obserwacji dokonano w teleskopie Keck II na Hawajach przy użyciu spektrografu obrazowego w podczerwieni o nazwie OSIRIS, który był w stanie odkryć chemiczne odciski palców określonych cząsteczek.
„To najostrzejsze spektrum, jakie kiedykolwiek uzyskano z planety pozasłonecznej” - powiedział dr Bruce Macintosh z Lawrence Livermore National Laboratory. „To pokazuje moc bezpośredniego obrazowania układu planetarnego. To znakomita rozdzielczość, jaką dają te nowe obserwacje, pozwoliła nam naprawdę zacząć badać formowanie się planet. ”
„Przy takim poziomie szczegółowości” - powiedział współautor Travis Barman z Lowell Observatory - „możemy porównać ilość węgla z ilością tlenu obecnego w atmosferze, a ta mieszanka chemiczna dostarcza wskazówek, jak powstał układ planetarny . ”
Planety wokół gwiazdy, znane jako HR 8799, ważą od 5 do 10 razy masę Jowisza i wciąż świecą w podczerwieni ciepłem ich powstawania. Zespół badawczy twierdzi, że ich obserwacje sugerują, że układ słoneczny został stworzony w podobny sposób jak nasz, z gazowymi gigantami tworzącymi się daleko od ich gwiazdy macierzystej i mniejszych, skalistych planet bliżej. Jednak nie wykryto jeszcze podobnych do Ziemi skalistych planet w tym systemie.
„Wyniki sugerują, że system HR 8799 jest jak powiększony układ słoneczny”, powiedział Quinn Kanopacky, astronom z University of Toronto w Kanadzie. „Gdy stałe rdzenie urosły na tyle, że ich grawitacja szybko przyciągnęła otaczający gaz, stając się masywnymi planetami, które widzimy dzisiaj. Ponieważ gaz ten stracił część tlenu, planeta kończy się na mniejszej ilości tlenu i wody niż w przypadku niestabilności grawitacyjnej. ”
Istnieją dwa wiodące modele formacji planetarnej: akrecja jądra i niestabilność grawitacyjna. Kiedy gwiazdy się formują, otaczający je dysk formujący planetę. Przy akrecji rdzenia planety formują się stopniowo, a stałe rdzenie powoli rosną na tyle duże, że zaczynają pobierać gaz z dysku, natomiast w modelu niestabilności grawitacyjnej planety formują się niemal natychmiast, gdy dysk zapada się.
Właściwości, takie jak skład atmosfery planety, są wskazówkami dotyczącymi jej powstawania, aw tym przypadku wydaje się, że akrecja jądra wygrywa. Chociaż istnieją dowody na obecność pary wodnej, sygnatura ta jest słabsza niż można by się spodziewać, gdyby planeta dzieliła skład swojej gwiazdy macierzystej. Zamiast tego planeta ma wysoki stosunek węgla do tlenu - odcisk palca jego powstawania w dysku gazowym dziesiątki milionów lat temu. Gdy gaz schładza się z czasem, powstają ziarenka lodu, które wyczerpują pozostały gaz tlenu. Formacja planetarna rozpoczęła się wtedy, gdy lód i ciała stałe zgromadziły się w rdzeniach planetarnych.
„Gdy stałe rdzenie urosły na tyle duże, że ich grawitacja szybko przyciągnęła otaczający gaz, aby stać się masywnymi planetami, które widzimy dzisiaj”, powiedział Konopacky. „Ponieważ ten gaz stracił część tlenu, planeta kończy się z mniejszą ilością tlenu i mniejszą ilością wody niż w przypadku niestabilności grawitacyjnej”.
„Informacje spektralne o tej jakości nie tylko dostarczają wskazówek na temat tworzenia planet HR8799, ale także dostarczają wskazówek, których potrzebujemy, aby poprawić nasze teoretyczne zrozumienie atmosfer egzoplanet i ich wczesnej ewolucji”, powiedział Barman. „Czas tej pracy nie może być lepszy, ponieważ pojawia się na piętach nowych instrumentów, które będą obrazować dziesiątki innych egzoplanet, krążących wokół innych gwiazd, które możemy badać z podobnymi szczegółami”.
Ten system był również badany w ramach zdalnego obrazowania rekonesansowego w ramach Projektu 1640. Poniższy film wyjaśnia więcej:
Źródło: Obserwatorium Kecka
