من الصعب للغاية جمع معلومات تفصيلية عن الكواكب الخارجية. ولكن الآن قام فريق يستخدم أحدث التقنيات في مرصد كيك بقفزة كبيرة في مراقبة الكواكب الخارجية وكشف عن الماء في الغلاف الجوي لكوكب يبعد 179 سنة ضوئية.
يحتوي النظام الشمسي في قلب هذا على نجمة تسمى HR 8799 ، وكواكبها: HR 8799 b و c و d و e. يقع النظام على بعد 179 سنة ضوئية في كوكبة بيغاسوس. النجم نفسه هو نجم تسلسل رئيسي عمره 30 مليون عام. إنه ملحوظ لعدد من الأسباب ، بما في ذلك خصائصه النجمية الفردية. لكن كان ذلك جديرًا بالملاحظة لسبب مهم آخر. في عام 2008 ، أعلن العلماء أنهم لاحظوا مباشرة ثلاثة كواكب خارجية حول النجم - HR 8799b ، c ، و d - باستخدام مقاريب Keck و Gemini. ثم أعلنوا في عام 2010 عن اكتشاف كوكب رابع ، HR 8799 e.
يعتمد هذا الإعلان الجديد على العمل السابق من عام 2008 ، ويطلق علماء الفلك وراء هذه الدراسة أحدث إعلان على أنه "نقطة انطلاق" في طريقهم إلى صور أفضل وأفضل للكواكب الخارجية.
الملاحظات الجديدة هي HR 8799 c ، لوحظ لأول مرة في عام 2008. إنه كوكب غاز عملاق شاب يبلغ حوالي 7 أضعاف كتلة المشتري الذي يدور حول نجمه كل 200 عام. تؤكد هذه الملاحظات التصويرية المباشرة الجديدة وجود الماء في الغلاف الجوي ، وتؤكد نقص الميثان.
"هذا النوع من التكنولوجيا هو بالضبط ما نريد استخدامه في المستقبل للبحث عن علامات الحياة على كوكب يشبه الأرض." - ديميتري ماويت ، مؤلف الدراسة ، Caltech و JPL.
تنشأ هذه الملاحظات الجديدة من مزيج قوي من اثنين من تقنيات التلسكوب في كيك. الأول هو البصريات التكيفية. تتعارض البصريات التكيفية مع التأثيرات الضبابية للغلاف الجوي للأرض. والثاني عبارة عن مطياف على تلسكوب Keck 2 يسمى جهاز التصوير الطيفي المبرد القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRSPEC) ، وهو مطياف عالي الدقة يعمل في ضوء الأشعة تحت الحمراء.
"هذا النوع من التكنولوجيا هو بالضبط ما نريد استخدامه في المستقبل للبحث عن علامات الحياة على كوكب يشبه الأرض. يقول ديميتري ماويت ، أستاذ مشارك في علم الفلك في كالتيك وعالم أبحاث في مختبر الدفع النفاث ، الذي تديره كالتيك لوكالة ناسا ، وشارك في تأليف الدراسة التي قدمت هذه النتائج: لم نصل إلى هناك بعد ، لكننا نسير إلى الأمام.
ونشرت النتائج الجديدة في المجلة الفلكية. المؤلف الرئيسي هو جي وانغ ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه سابقًا في كالتيك ، وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ولاية أوهايو.
حتى الآن ، قام الفلكيون بتصوير أكثر من عشرة كواكب خارجية مباشرة. نظام HR 8799 هو أول نظام متعدد الكواكب تم تصويره مباشرة. لكن الصور ليست سوى الخطوة الأولى في هذه الدراسة.
بمجرد التقاطها ، يمكن تحليل الصور للتكوين الكيميائي في غلافها الجوي. هذا هو المكان الذي يأتي فيه التحليل الطيفي. في هذه الحالة ، كانت القدرات المحسنة لـ NIRSPEC أساسية.
NIRSPEC هو أداة على تلسكوب Keck 2 تعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء L. النطاق L هو نوع من ضوء الأشعة تحت الحمراء مع طول موجة يبلغ حوالي 3.5 ميكرومتر ، ومنطقة من الطيف مع العديد من بصمات الأصابع الكيميائية التفصيلية. يقول Mawet: "لقد تم تجاوز النطاق L بشكل كبير من قبل لأن السماء أكثر سطوعًا عند هذا الطول الموجي". "إذا كنت فضائيًا وعينين مضبوطتين على النطاق L ، فستشاهد سماء مشرقة للغاية. من الصعب رؤية الكواكب الخارجية من خلال هذا الحجاب. "
من خلال الجمع بين مطياف L-band مع البصريات التكيفية ، تغلبوا على صعوبات مراقبة كوكب الضوء الذي يغرقه نجمه تقريبًا. كانوا قادرين على إجراء القياسات الدقيقة للكوكب حتى الآن ، مؤكدين وجود الماء وغياب الميثان.
يقول وانغ: "الآن ، مع كيك ، يمكننا بالفعل التعرف على فيزياء وديناميكيات هذه الكواكب الغريبة العملاقة ، والتي لا تشبه كواكب مجموعتنا الشمسية".
يقول وانغ: "نحن الآن أكثر ثقة بشأن نقص الميثان في هذا الكوكب". "قد يكون هذا بسبب الاختلاط في الغلاف الجوي للكوكب. الميثان ، الذي نتوقع وجوده على السطح ، يمكن أن يخفف إذا كانت عملية الحمل الحراري تجلب طبقات أعمق من الكوكب لا تحتوي على غاز الميثان ".
يستعد فريق Mawet بالفعل للأداة التالية والأحدث في مرصد Keck. يطلق عليه KPIC ، (Keck Planet Imager and Characterizer). ستستخدم شركة KPIC البصريات التكيفية والتحليل الطيفي ، ولكن للحصول على تأثير أفضل. مع KPIC ، سيتمكن الفلكيون من تصوير كواكب أكثر خفوتًا وأقرب إلى نجمها من HR 8799c.
والمستقبل أكثر إشراقا لتصوير الكواكب الخارجية. التكنولوجيا الكامنة وراء البصريات التكيفية و التحليل الطيفي التي ساعدت على تصوير هذا الكوكب ستوضع قيد الاستخدام على مقاريبنا المستقبلية.
يقول Mawet: "KPIC هي نقطة انطلاق لأداة تلسكوب Thirty Meter المستقبلية". "في الوقت الحالي ، نحن نتعلم الكثير عن الطرق العديدة التي تشكل بها الكواكب في كوننا."
- بيان صحفي: انطلاق الكواكب الخارجية
- ورقة بحثية: الكشف عن الماء في الغلاف الجوي HR 8799 ج باستخدام مطيافية L-band عالية التشتت بمساعدة البصريات التكيفية
- دخول ويكيبيديا: HR 8799
- ورقة بحثية: التصوير المباشر لكواكب متعددة تدور حول النجم HR 8799
- مرصد كيك: أجهزة التلسكوب
