Per pastaruosius kelis dešimtmečius labai išaugo planetų, esančių už mūsų Saulės sistemos ribų, paieška. Iki šiol 4521 ekstrasaulinė planeta buvo patvirtinti 3 353 sistemose, o dar 7 761 kandidatas laukia patvirtinimo. Kadangi tiek daug tolimų pasaulių galima tirti (ir patobulinti instrumentai bei metodai), egzoplanetų tyrimų procesas pamažu pereina nuo atradimo prie apibūdinimo.
Pavyzdžiui, tarptautinių mokslininkų komanda neseniai parodė, kaip kelių observatorijų duomenų sujungimas leido atskleisti egzoplanetos viršutinės atmosferos struktūrą ir sudėtį. Aptariama egzoplaneta yra WASP-127b , „karštas Saturnas“, skriejantis aplink Saulę panašią žvaigždę, esančią maždaug už 525 šviesmečių. Šiose išvadose apžvelgiama, kaip astronomai apibūdins egzoplanetų atmosferas ir nustatys, ar jos palankios mums žinomai gyvybei.
Tyrimo dokumentas, kuriame aprašomos jų išvados, pasirodė 2020 m. gruodžio mėn Astronomija ir astrofizika . Tai taip pat buvo neseniai pristatyto pristatymo tema „Europlanet Science Congress“ (EPSC) 2021 m , virtuali konferencija nuo rugsėjo 13 dthiki 24th, 2021. Pristatymo metu pagrindinis autorius Daktaras Romainas Allart parodė, kaip derinant kosminių ir antžeminių teleskopų duomenis, buvo aptikti debesys viršutinėje WASP-127b atmosferos dalyje ir išmatavo jų aukštį beprecedenčiu tikslumu.
Kai kurie elementai daro WASP-127b unikalų, palyginti su mūsų Saulės sistemos planetomis. Autoriai: David Ehrenreich / Genève universitetas, Romain Allart / Monrealio universitetas.
Kaip ir daugelis iki šiol atrastų egzoplanetų, WASP-127b yra dujinis milžinas, skriejantis labai arti savo pagrindinės žvaigždės ir turintis labai trumpą orbitos periodą – vienai orbitai įveikti prireikia mažiau nei keturių dienų. Planeta taip pat yra 10 milijardų metų senumo, o tai yra daugiau nei dvigubai ilgiau nei buvo Žemė (arba „mūsų“ Saturnas). Dėl savo artimos orbitos WASP-127b gauna 600 kartų daugiau apšvitos nei Žemė, o atmosferos temperatūra siekia iki 1100°C (2012 m°F).
Dėl to planetos atmosfera išsiplėtė (arba išsipūtė) tiek, kad ji yra 1,3 karto didesnė už Jupiterį, bet daug mažiau tanki. Tiesą sakant, WASP-127b yra viena iš mažiausiai tankių (arba „pūkiausių“) egzoplanetų, atrastų iki šiol. Dėl to WASP-127b yra idealus kandidatas tyrėjams, dirbantiems su atmosferos apibūdinimu, nes dėl išplėstos pūkuotų egzoplanetų prigimties jas lengviau stebėti.
Naudojant ESA/NASA gautus duomenis Hablo kosminis teleskopas (HST) ir matomos šviesos matavimai iš Labai didelis teleskopas (VLT) ESO Paranal observatorijoje Čilėje komanda stebėjo WASP-127b, kai jis du kartus praėjo prieš savo žvaigždę. Suderinama su Tranzito metodas (dar žinomas kaip tranzitinė fotometrija), komanda stebėjo WASP-127, ar periodiškai nenukrenta šviesumas, rodantis, kad prieš žvaigždę praeina (tranzituoja) egzoplaneta, palyginti su stebėjimo komanda.
Tuo tarpu Hablas gavo optinius duomenis, patvirtinančius tranzitą, VLT Echelle SPektrografas uolinėms egzoplanetoms ir stabiliam spektroskopiniam stebėjimui (ESPRESSO) prietaisas gavo spektrus iš šviesos, praeinančios per WASP-127b viršutinę atmosferą. Dr. Allart, Trottier doktorantūros tyrėjas Egzoplanetų tyrimų institutas (iREX) Monrealio universitete, vadovavo tyrimui.
Labai didelis teleskopas Čilėje, šaudantis lazeriu iš savo prisitaikančios optikos sistemos. Kreditas: ESO
Sujungti duomenys leido tyrėjams atsekti debesų aukštį iki atmosferos sluoksnio, judančio maždaug 13,5–17 km/s (48 600 km/h; 61 200 mylių per valandą) greičiu. Jie taip pat apskaičiavo, kad debesų denio aukštis atitiko atmosferos slėgio diapazoną nuo 0,3 iki 0,5 milibarų. Galiausiai atmosferoje jie aptiko silpno atominio natrio požymius, nors nebuvo jokių kitų atominių rūšių ar vandens požymių. Kaip jis paaiškino neseniai Europlanet draugija pareiškimas:
„Pirmiausia, kaip ir anksčiau buvo rasta tokio tipo planetose, aptikome natrio buvimą, bet daug mažesniame aukštyje nei tikėjomės. Antra, infraraudonųjų spindulių spinduliuose buvo stiprūs vandens garų signalai, bet jų visai nebuvo matomais bangos ilgiais. Tai reiškia, kad vandens garus žemesniuose lygiuose ekranuoja debesys, kurie matomo bangos ilgio yra nepermatomi, bet infraraudonųjų spindulių šviesoje skaidrūs.
„Mes dar nežinome debesų sudėties, išskyrus tai, kad jie nėra sudaryti iš vandens lašelių, kaip Žemėje. Taip pat esame suglumę, kodėl natris randamas netikėtoje šios planetos vietoje. Būsimi tyrimai padės mums suprasti ne tik daugiau apie atmosferos struktūrą, bet ir apie WASP-127b, kuri pasirodė esanti patraukli vieta.
Komandos ESPRESSO stebėjimai taip pat parodė, kad WASP-127b orbita yra retrogradinė, o tai reiškia, kad jis skrieja priešinga žvaigždės sukimosi kryptimi ir skrieja kitoje plokštumoje nei žvaigždės pusiaujo. „Toks išsidėstymas yra netikėtas karštam Saturnui senoje žvaigždžių sistemoje ir gali būti sukeltas nežinomo palydovo“, – sakė Allartas. „Visos šios unikalios savybės daro WASP-127b planetą, kuri ateityje bus labai intensyviai tiriama.
TOI 1338 b yra žiedinė planeta, besisukanti aplink dvi žvaigždes. Jį atrado TESS. Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / Chrisas Smithas
Tai apima kosmose veikiančias observatorijas, tokias kaip James Webb kosminis teleskopas (JWST) ir Nancy Grace Romos valstybinis teleskopas (RST). Tada yra antžeminės observatorijos kaip ESO Itin didelis teleskopas (ELT), Milžiniškas Magelano teleskopas (GMT) ir Trisdešimties metrų teleskopas (TMT). Dėl pažangaus vaizdo gavimo derinio, koronagrafai , ir (arba) adaptyvioji optika, šios priemonės leis astronomams atlikti išsamius egzoplanetų atmosferų tyrimus.
Lygiai taip pat svarbu yra tai, kad į šiuos tyrimus bus įtrauktos uolinės planetos, kurios skrieja su savo žvaigždžių gyvenamosiomis zonomis (HZ), o ne tik dujų milžinai, kurių orbitos yra labai toli arba labai arti (kaip buvo šiuo atveju). Kadangi tikimasi, kad šie „į žemę panašūs“ kandidatai bus labiausiai tikėtini kandidatai gyventi, astrobiologai tikisi, kad neilgai trukus jie ras nežemiškos gyvybės įrodymų!
Nors šių tyrimų rezultatai yra šiek tiek riboti, komandos tyrimo pasekmės yra ne kas kita. Be to, kad parodomas kelių observatorijų duomenų derinimo efektyvumas, jis taip pat parodo, kaip astronomai artėja prie taško, kai gali visiškai apibūdinti egzoplanetos atmosferą. Netolimoje ateityje įdiegus naujos kartos observatorijas, šios galimybės taps daug didesnės.
Papildoma literatūra: Europlanet , Astronomija ir astrofizika
