Nowa metoda wykrywania egzoplanet
Instrument GRAVITY, na należącym do ESO teleskopie o nazwie Very Large Telescope Interferometer (VLTI), wykonał pierwsze bezpośrednie obserwacje egzoplanety przy pomocy interferometrii optycznej. Metoda ta ukazała złożoną atmosferę planety z chmurami żelazowymi i krzemianowymi kręcącymi się w burzy o skali całej planety. Zastosowana technika prezentuje wyjątkowe możliwości badania własności wielu z egzoplanet znanych obecnie.
Wyniki badań ogłoszono w liście do czasopisma Astronomy and Astrophysics autorstwa GRAVITY Collaboration, w którym naukowcy przedstawiają obserwacje egzoplanety HR 8799 e przy pomocy interferometrii optycznej. Egzoplaneta została odkryta w 2010 roku na orbicie wokół młodej gwiazdy ciągu głównego HR 8799, położonej około 129 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Pegaza.
Dzisiejsze wyniki pokazały nowe własności HR8799 e. Badania wymagały instrumentu o bardzo dużej rozdzielczości i czułości. GRAVITY może używać czterech głównych teleskopów VLT pracujących wspólnie jako jeden większy teleskop dzięki technice znanej jako interferometria. W ten sposób tworzony jest superteleskop - VLTI - który zbiera i precyzyjnie wyłuskuje światło atmosfery HR 8799 e od światła gwiazdy macierzystej.
HR8799e to tzw. superjowisz, świat jakiego nie znajdziemy w Układzie Słonecznym, który jest zarówno masywniejszy, jak i znacznie młodszy niż jakakolwiek planeta okrążająca Słońce. Z wiekiem zaledwie 30 milionów lat, ta niemowlęca planeta jest na tyle młoda, że daje naukowcom wgląd we wczesny etap formowania się planet i systemów planetarnych. Ta egzoplaneta jest zupełnie niegościnna - energia pozostała po jej powstaniu i potężny efekt cieplarniany rozgrzewają HR8799 e do prawie 1000 °C.
Po raz pierwszy użyto interferometrii optycznej do zbadania szczegółowych własności egzoplanety. Nowa technika dała niesamowicie szczegółowe widmo o niespotykanej jakości - dziesięć razy bardziej szczegółowe niż w przypadku wcześniejszych obserwacji. Pomiary dokonane przez zespół badawczy pozwoliły na ustalenie budowy atmosfery HR 8799 e i nie obyło się tutaj bez niespodzianek.
- Nasze analizy pokazały, że H R8799 e posiada atmosferę zawierającą znacznie więcej tlenku węgla niż metanu - a tego się nie spodziewano od chemii w warunkach równowagi. Najlepszym wyjaśnieniem tego zaskakującego rezultatu są mocno pionowe wiatry w atmosferze, zapobiegające reakcjom tlenku węgla z wodorem w celu uformowania metanu - powiedział Sylvestre Lacour z CNRS w Observatoire de Paris - PSL oraz z Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, kierownik zespołu badawczego.
Odkryto także, że atmosfera zawiera chmury pyłu żelaznego i krzemianowego. W połączeniu z nadwyżką tlenku węgla sugeruje to, że w atmosferze HR8799 e występuje gigantyczna i gwałtowna burza.
- Nasze obserwacje sugerują kulę gazu oświetloną z wnętrza, z promieniami ciepłego światła wirującymi przez burzowe pasma ciemnych chmur. Wokół chmur z cząstkami krzemianowymi i żelaznymi występuje konwekcja, powodując ich rozpadania się i deszcz. Rysuje to obraz dynamicznej atmosfery olbrzymiej egzoplanety w chwilach narodzin, na której zachodzą skomplikowane procesy fizyczne i chemiczne - dodał Lacour.
Wynik ten jest kontynuacją imponujących odkryć GRAVITY, które obejmują tak przełomowe badania, jak ubiegłoroczne obserwacje gazu wirującego z 30% prędkości światła tuż nad horyzontem zdarzeń supermasywnej czarnej dziury w centrum Galaktyki. Dodaje także nowa metodę obserwacji egzoplanet do już szerokiego arsenału metod dostępnych dla teleskopów i instrumentów ESO - przecierając szlaki dla wielu jeszcze donioślejszych odkryć.
