Maan päällä oleva teleskooppi tarkkailee suoraan auringon ulkopuolisen planeetan ilmakehää ja näkee pyörteisiä rauta- ja silikaattipilviä
Olemme vihdoin saaneet ensimmäisen optisen katseemme eksoplaneettaan ja sen ilmakehään, ja se on outo paikka. Planeetta on nimeltään HR8799e, ja sen ilmakehä on monimutkainen. HR8799e on maailmanlaajuisen myrskyn otteessa, jota hallitsevat pyörteiset rauta- ja silikaattipilvet.
Kepler-avaruusaluksen ansiosta olemme löytäneet paljon eksoplaneettoja ja eksoplaneettaehdokkaita muutaman viime vuoden aikana. Itse asiassa se on nyt melkein rutiinia. Mutta emme tiedä heistä tarpeeksi. Voimme määrittää niille massaalueen ja myös niiden todennäköisen koostumuksen ja tiheyden, mutta niiden ilmakehän ominaisuudet ovat meiltä piilossa.
Mutta se alkaa muuttua.
Voimme kiittää Euroopan eteläistä observatoriota (ESO) tästä kaukaisen eksoplaneetan katseesta. He käyttivät omaansa PAINOVAISUUS Laitteen Very Large Telescope -interferometrillään saadakseen ensimmäisen suoran havainnon eksoplaneettasta. Tämä ei ole todellinen kuva planeettasta, vaan ilmakehän optinen spektri, ja se on paljon yksityiskohtaisempi kuin mikään aiemmin nähty.
HR8799e on ns. super-Jupiter ” ja se on toisin kuin mikään aurinkokuntamme planeetta. Se on kaasujättiläinen, joka on noin 5–10 kertaa niin massiivinen kuin Jupiter ja kiertää tähteä noin 129 valovuoden päässä. Jos se olisi aurinkokunnassamme, sen kiertorata olisi Saturnuksen ja Uranuksen välillä. Se on myös nuori planeetta, vain noin 30 miljoonaa vuotta vanha. Ja HR8799e on edelleen erittäin kuuma.
Eksoplaneetta HR8799e on Pegasuksen tähdistössä. Se sijaitsee punaisessa ympyrässä yllä olevassa kuvassa. Kuvan luotto:
ESO, IAU ja Sky & Telescope
Planeetta on pohjimmiltaan kuuma, nuori vauva, ja tutkijat uskovat, että se voisi avata ikkunan planeettojen ja aurinkojärjestelmien muodostumiseen. Se on vihamielinen paikka, niin pitkälle kuin elämä menee. Se on edelleen kuuma siitä lähtien, kun se muodostui, ja sillä on voimakas kasvihuoneilmiö. Se on tappava 1000 celsiusastetta.
Mutta sen asuttavuus tai asumattomuus ei ole tässä tärkeintä.
Sylvestre Lacour, tutkija Observatorio de Parisista ja Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics -instituutista.
'Tämä maalaa kuvan syntyessään jättimäisen eksoplaneetan dynaamisesta ilmakehästä, joka käy läpi monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja.'
Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme oppineet niin paljon yksityiskohtia eksoplaneettasta, ja kaikki on VLT:n interferometrin ja siihen liitetyn GRAVITY-instrumentin ansiosta. Kuva on kymmenen kertaa yksityiskohtaisempi kuin aiemmat havainnot, mikä antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden löytää yllätyksiä.
GRAVITY ei ole yksittäinen instrumentti. Se on itse asiassa joukko alijärjestelmiä, jotka ohjaavat tarkasti VLT-I:stä tulevaa valoa. Tämä on BCI tai Beam Control Unit, jossa näkyvät osat on merkitty. Kuvan luotto: ESO.
HR8799e:n yksityiskohtainen spektri osoitti, että ilmakehä sisältää rauta- ja silikaattipölypilviä. Se sisältää myös enemmän hiilimonoksidia kuin metaania, mikä on hämmentävää.
'Analyysimme osoitti, että HR8799e:n ilmakehä sisältää paljon enemmän hiilimonoksidia kuin metaania - mitä ei odoteta tasapainokemiaa , 'selittää ryhmän johtaja Sylvestre Lacour, CNRS-tutkija Pariisin observatoriossa – PSL ja Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.'Voimme parhaiten selittää tämän yllättävän tuloksen ilmakehän korkeilla pystytuulilla, jotka estävät hiilimonoksidia reagoimasta vedyn kanssa muodostaen metaania.'
Lacour sanoo, että odotettavissa olevat kemialliset reaktiot, joihin liittyy hiilimonoksidia ja metaania, eivät tapahdu odotetulla tavalla ja että sen seurauksena ilmakehä ei ole tasapainossa. Hän väittää, että korkeat pystysuuntaiset tuulet estävät näitä kahta sekoittumasta ja reagoimasta.
VLT-interferometri on neljä 8,2 metrin kaukoputkea, jotka toimivat yhtenä kokonaisuutena. Valokuvan päällä on reitti, jonka kustakin kiikaritähtäimestä tuleva valo kulkee ennen kuin se 'yhdistetään' interferometriksi. VLT-I sijaitsee Paranalin observatoriossa. Kuvan luotto: ESO
Rauta- ja silikaattipölypilvet ovat myös hämmentäviä. Lehdistötiedotteen mukaan rauta ja silikaatti yhdistettynä korkeaan hiilimonoksidipitoisuuteen viittaavat siihen, että HR8799e:n ilmakehä on sotkeutunut voimakkaaseen myrskyyn.
Kaiken kaikkiaan eksoplaneetta paljastetaan hyvin nuoreksi planeetalle, jolla on monimutkainen ilmakehä, joka käy läpi paljon muutoksia, eikä se ole lähelläkään minkäänlaista vakaata tilaa.
'Havaintomme viittaavat sisäpuolelta valaistuun kaasupalloon, jossa lämpimän valon säteet pyörivät myrskyisten tummien pilvien läpi.'tarkentaa Lacour.'Konvektio liikkuu silikaatti- ja rautahiukkasten pilvien ympärillä, jotka hajoavat ja sataa alas sisätiloihin. Tämä maalaa kuvan syntyessään jättimäisen eksoplaneetan dynaamisesta ilmakehästä, joka käy läpi monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja.'
Tämä on kiehtova tulos ESO:lle, VLT-I:lle ja GRAVITY:lle. GRAVITY on jo vastuussa joistakin muista uraauurtavista töistä, mukaan lukien sen tarkkailu kaasu pyörii mustan aukon ympärillä 30 % valon nopeudella.
Toivottavasti he käyttävät sitä kuvien lisäämiseen eksoplaneettoihin. Ja niin edelleen.