Semakin banyak eksoplanet dikenal dan disahkan oleh pelbagai kaedah pemerhatian, "grail suci" yang masih sukar difahami adalah penemuan dunia yang benar-benar menyerupai Bumi ... salah satu ciri khasnya ialah kehadiran air cair. Dan walaupun memang benar bahawa air telah dikenal pasti di atmosfer tebal "Jupiter panas" sebelumnya, teknik baru kini telah digunakan untuk melihat tanda spektrumnya di dunia gergasi lain di luar sistem suria kita - berpotensi membuka jalan untuk lebih banyak lagi penemuan sedemikian.
Penyelidik dari Caltech, Penn State University, Naval Research Laboratory, University of Arizona, dan Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics telah bekerjasama dalam projek yang dibiayai oleh NSF untuk mengembangkan cara baru untuk mengenal pasti kehadiran air di atmosfer eksoplanet.
Kaedah sebelumnya bergantung pada keadaan tertentu seperti ketika eksoplanet - pada titik ini semua "Musytari panas", planet gas yang mengorbit dekat dengan bintang inangnya - sedang dalam proses memindahkan bintang mereka seperti yang dilihat dari Bumi.
Sayangnya, hal ini tidak berlaku bagi banyak planet ekstrasur ... terutama yang tidak (atau tidak akan) dijumpai dengan kaedah peralihan yang digunakan oleh observatorium seperti Kepler.
Tonton: Kepler's Universe: Lebih Banyak Planet di Galaxy Than Stars kami
Oleh itu, para penyelidik menggunakan kaedah lain untuk mengesan eksoplanet: halaju radial, atau RV. Teknik ini menggunakan cahaya yang dapat dilihat untuk melihat pergerakan bintang untuk goyangan yang selalu dibuat oleh "tarikan" graviti dari planet yang mengorbit. Pergeseran Doppler dalam cahaya bintang menunjukkan pergerakan satu arah atau yang lain, serupa dengan bagaimana kesan Doppler menaikkan dan menurunkan nada tanduk kereta ketika ia melintas.
Tetapi daripada menggunakan panjang gelombang yang dapat dilihat, pasukan menyelami spektrum inframerah dan, dengan menggunakan Spektrograf Inframerah Dekat (NIRSPEC) di Balai Cerap WM Keck di Hawaii, menentukan orbit Musytari panas yang agak dekat tau Boötis b… dan dalam proses menggunakan spektroskopi untuk mengenal pasti molekul air di langitnya.
"Maklumat yang kami peroleh dari spektrograf adalah seperti mendengar persembahan orkestra; anda mendengar semua muzik bersama, tetapi jika anda mendengar dengan teliti, anda boleh memilih sangkakala atau biola atau cello, dan anda tahu bahawa alat itu ada, ”kata Alexandra Lockwood, pelajar siswazah di Caltech dan pengarang pertama belajar. "Dengan teleskop, anda dapat melihat semua cahaya bersama-sama, tetapi spektrograf membolehkan anda memilih potongan yang berbeza; seperti panjang gelombang cahaya ini bermaksud ada natrium, atau ini bermaksud bahawa ada air. "
Pemerhatian sebelumnya tau Boötis b dengan VLT di Chile telah mengenal pasti karbon monoksida serta suhu ketinggian tinggi di atmosfernya.
Sekarang, dengan teknik IR RV yang telah terbukti ini, atmosfer exoplanet yang tidak dapat menyeberang di depan bintang-bintangnya dari sudut pandang kita juga dapat diteliti mengenai keberadaan air, serta sebatian menarik yang lain.
"Kami sekarang menerapkan teknik inframerah baru kami yang efektif untuk beberapa planet lain yang tidak bergerak yang mengorbit bintang di dekat Matahari," kata Chad Bender, seorang rakan penyelidik di Penn State Department of Astronomy and Astrophysics dan pengarang bersama makalah tersebut. "Planet-planet ini lebih dekat dengan kita daripada planet transit terdekat, tetapi sebahagian besarnya telah diabaikan oleh para astronom kerana mengukur secara langsung atmosfera mereka dengan teknik yang ada sebelumnya sukar atau tidak mungkin."
Setelah generasi berikutnya teleskop berkuasa tinggi beroperasi - seperti Teleskop Angkasa James Webb, yang akan dilancarkan pada tahun 2018 - bahkan eksoplanet yang lebih kecil dan lebih jauh dapat diperhatikan dengan kaedah IR ... mungkin membantu membuat penemuan terobosan dari planet seperti kita.
"Walaupun keadaan teknik saat ini tidak dapat mengesan planet-planet seperti bumi di sekitar bintang-bintang seperti Matahari, dengan Keck, segera dapat mempelajari atmosfera planet-planet 'super-Bumi' yang ditemui di sekitar bintang-bintang berjisim rendah yang berdekatan, banyak yang tidak transit, ”kata profesor kosmokimia dan sains planet Caltech Geoffrey Blake. "Teleskop masa depan seperti Teleskop Angkasa James Webb dan Teleskop Tiga Puluh Meter (TMT) akan memungkinkan kita untuk memeriksa planet-planet yang jauh lebih sejuk yang jauh dari bintang tuan rumah mereka dan di mana air cair cenderung ada."
Penemuan ini dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan dalam versi dalam talian 24 Februari 2014Surat Jurnal Astrofizik.
Sumber: Siaran akhbar Caltech dan EurekAlert.
