Учёные обсерватории Кек обнаружили воду в атмосфере экзопланеты

Сбор подробной информации об экзопланетах крайне затруднен, так как свет от их звезды затмевает свет от экзопланеты. Но команда Обсерватории Кек, использующая передовые технологии, сделала большой скачок в наблюдении за экзопланетой и обнаружила воду в атмосфере планеты на расстоянии 179 световых лет. Результаты исследования были опубликованы в Astronomical Journal

Основу системы составляет звезда под названием HR 8799 и планеты: HR 8799 b, c, d и e. Система находится в 179 световых годах от нас в созвездии Пегаса.

В 2008 году ученые объявили, что они непосредственно наблюдали за тремя экзопланетами вокруг звезды – HR 8799 b, c и d – с помощью телескопов Кек и Джемини. Затем в 2010 году они объявили об открытии четвертой планеты, HR 8799 e. 

Новая работа учёных основывается на результатах 2008 года, и астрономы, участвующие в данном исследовании, называют его последней ступенькой на пути к лучшим изображениям экзопланет.

Новые наблюдения относятся к HR 8799 c, впервые найденной в 2008 году. Это молодая гигантская газовая планета, в 7 раз превышающая массу Юпитера, и вращающаяся каждые 200 лет вокруг своей звезды.

Новые изображения подтверждают наличие воды в атмосфере и отсутствие метана. Наблюдения были сделаны с помощью мощной комбинации двух технологий внутри телескопа Кек.

Первая технология – это адаптивная оптика. Адаптивная оптика противодействует эффектам размытия, вызываемым атмосферой Земли. Вторая технология – спектрометр высокого разрешения на телескопе Кек 2, который работает в инфракрасном свете.

«Этот тип технологий – именно то, что мы хотим использовать в будущем, чтобы искать признаки жизни на планете, подобной Земле. Мы еще не достигли этого, но мы неумолимо движемся вперед», – говорит Димитри Мау, соавтор исследования, профессор астрономии в Калифорнийском технологическом институте.

До сих пор астрономы смогли идентифицировать состав атмосферы чуть больше дюжины экзопланет. Система HR 8799 – это первая система с несколькими идентифицированными планетами.

Объединив инфракрасную спектрометрию с адаптивной оптикой, ученые преодолели трудности наблюдения за планетой, которую практически закрывает свет ее звезды. Они смогли сделать наиболее точные измерения планеты, подтверждая наличие воды и отсутствие метана в её воздушной оболочке.

«Прямо сейчас мы уже можем узнать о физике и динамике этих гигантских экзотических планет, которые ничем не отличаются от планет нашей Солнечной системы, – говорит Ван. – Теперь мы практически уверены в отсутствии метана на этой планете».

Команда уже готовится к созданию следующего инструмента в Обсерватории Кек, который именуется как KPIC, (Keck Planet Imager и Characterizer).

KPIC также будет использовать адаптивную оптику и спектроскопию, но еще эффективнее. С KPIC астрономы смогут получать изображения и спектры планет, свет которых еще слабее, и которые ближе к их звезде, чем HR 8799 c. Технология адаптивной оптики и спектроскопии, которая помогла изобразить эту планету, будет использоваться и в других будущих телескопах.

Не так давно учёные также обнаружили экзопланету у ближайшей к Земле одиночной звезды.