Poszukiwanie związków chemicznych jako sposób poszukiwania nowych planet

Źródło: UNIGE

Niemal niemożliwe jest wykonanie bezpośrednich zdjęć egzoplanet, bowiem przyćmiewa je blask ich gwiazd macierzystych. Teraz jednak astronomowie pracujący w projekcie UNIGE zauważyli, że aby je dojrzeć można skupić się na wykrywaniu związków chemicznych obecnych w atmosferze egzoplanet. Oczywiście tyczy się to związków, które nie występują w atmosferze samej gwiazdy. Badacze opracowali narzędzie, które jest czułe na wybrane związki chemiczne, dzięki czemu gwiazda staje się w nim niewidzialna, a astronomowie mogą obserwować krążącą wokół niej planetę. Wyniki badań opublikowane zostały w periodyku Astronomy &d,  Astrophysics.

Jak dotąd tylko kilka planet znajdujących się bardzo daleko od swoich gwiazd macierzystych udało się odróżnić na zdjęciach, szczególnie dzięki instrumentowi SPHERE zainstalowanemu na teleskopie VLT w Chile oraz podobnym instrumentom w innych miejscach na świecie. Jens Hoeijmakers zastanawiał się czy możliwe byłoby śledzenie składu chemicznego planet. „Skupiając się na związkach chemicznych obecnych tylko na badanej planecie, a nieobecnych w jej gwieździe macierzystej, moglibyśmy skutecznie „wymazać” gwiazdę i skupić się na obserwacjach planety” tłumaczy.

Aby przetestować nową technikę, Hoejimakers oraz międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał archiwalne zdjęcia gwiazdy beta Pictoris, wokół której krąży gazowy olbrzym beta Pictoris b, wykonane za pomocą instrumentu SINFONI. Każdy piksel na tych zdjęciach zawiera widmo promieniowania otrzymanego przez ten piksel. Astronomowie porównywali widmo otrzymane przez piksel z widmem odpowiadającym danemu związkowi chemicznemu, na przykład parze wodnej poszukując jakichkolwiek korelacji. Gdy taka korelacja występowała, oznaczało to, że dany związek chemiczny obecny jest w atmosferze planety.

Stosując tę technikę do beta Pictoris b, planeta stała się wyraźnie widoczna podczas poszukiwania wody (H2O) oraz tlenku węgla (CO). Natomiast podczas poszukiwania metanu (CH4) oraz amoniaku (NH3) planeta pozostawała niewidzialna, co wskazuje na brak tych związków chemicznych w atmosferze planety beta pictoris b.

Gwiazda macierzysta beta pictoris pozostawała niewidzialna we wszystkich czterech przypadkach. Gwiazda ta jest ekstremalnie gorąca, a w tak wysokich temperaturach wszystkie cztery związki chemiczne ulegają rozpadowi. „To właśnie dlatego owa technika umożliwia nam nie tylko wykrywanie związków chemicznych obecnych na powierzchni planety, ale także określanie szacunkowych temperatur tam panujących” tłumaczy astronom. Fakt, że badacze nie mogą znaleźć beta pictoris b poszukując widma metanu i amoniaku zgadza się z temperaturą szacowaną na 1700 stopni, w której to te związki nie istnieją.

„To dopiero pierwsze dni tej techniki” mówi Hoejimakers. „Powinna ona zmienić sposób charakteryzowania planet i ich atmosfer. Nie możemy się doczekać wykorzystania jej na nowych spektrografach takich jak ERIS na teleskopie VLT w Chile czy HARMONI na ELT,” dodaje.

Źródło: Uni of Geneva


Podoba Ci się na Pulsie Kosmosu? Zaglądasz do nas często?

Może masz ochotę wesprzeć naszą pracę?

Jeżeli tak, możesz to zrobić na portalu Patronite!

https://patronite.pl/pulskosmosu

Jeżeli nie, to i tak zaglądaj do nas często!

(ale z czasem możemy zniknąć przez brak środków)