Det mest detaljerede blik endnu på atmosfæren i en fjern exoplanet har afsløret en blanding af vanddamp og kulmonoxid-tæthed en verden ti gange så stor som Jupiter omkring 130 lysår væk fra Jorden. Ligesom Jupiter har den ingen solid overflade, og den har en temperatur på mere end tusind grader. Derudover blev der ikke registreret nogen fortællende metansignaler i atmosfæren. Men dette solsystem er stadig af stor interesse, da tre andre gigantiske verdener kredser om den samme stjerne, og forskere sagde, at det at studere dette system ikke kun vil hjælpe med at løse mysterier om, hvordan det blev dannet, men også hvordan vores eget solsystem også blev dannet.
Observationerne blev foretaget ved Keck II-teleskopet på Hawaii ved hjælp af en infrarød billeddyspektrograf kaldet OSIRIS, som var i stand til at afsløre de kemiske fingeraftryk fra specifikke molekyler.
”Dette er det skarpeste spektrum, der nogensinde er opnået af en ekstrasolar planet,” sagde Dr. Bruce Macintosh fra Lawrence Livermore National Laboratory. ”Dette viser kraften ved direkte afbildning af et planetarisk system. Det er den udsøgte opløsning, som disse nye observationer giver, som har gjort det muligt for os virkelig at begynde at undersøge planetdannelse. ”
”Med dette detaljeringsniveau,” sagde medforfatter Travis Barman fra Lowell Observatory, ”kan vi sammenligne mængden af kulstof med mængden af ilt, der er til stede i atmosfæren, og denne kemiske blanding giver ledetråde til, hvordan planetarisk system dannedes .”
Planeterne omkring stjernen, kendt som HR 8799, vejer mellem fem til 10 gange Jupiters masse og glødes stadig infrarødt med varmen fra deres dannelse. Forskerteamet siger, at deres observationer antyder, at solsystemet blev oprettet på en lignende måde som vores egne, med gasgiganter, der danner langt væk fra deres moderstjerne og mindre, stenede planeter tættere på. Imidlertid er der endnu ikke blevet opdaget nogen jordlignende stenede planeter i dette system.
”Resultaterne antyder, at HR 8799-systemet er som et opskaleret solsystem,” sagde Quinn Kanopacky, en astronom fra University of Toronto i Canada. ”Når de solide kerner blev store nok, tiltrukket deres tyngdekraft hurtigt omgivende gas til at blive de massive planeter, vi ser i dag. Da denne gas havde mistet noget af sit ilt, ender planeten med mindre ilt og mindre vand, end hvis den var dannet gennem en gravitationsinstabilitet. ”
Der er to førende modeller for planetarisk dannelse: kernetilbagetrækning og gravitationsinstabilitet. Når stjerner dannes, omgiver en planetdannende disk dem. Med kernetilbagetrækning dannes planeter gradvist, da faste kerner langsomt bliver store nok til at begynde at hente gas fra disken, mens planeterne i gravitationsinstabilitetsmodellen næsten øjeblikkeligt dannes, når disken kollapser på sig selv.
Egenskaber som sammensætningen af en planetens atmosfære er ledetråde til, hvordan planeten dannede sig, og i dette tilfælde ser kernetilstand ud til at vinde ud. Selvom der var tegn på vanddamp, er denne signatur svagere end man kunne forvente, hvis planeten delte sammensætningen af sin moderstjerne. I stedet har planeten et højt forhold mellem kulstof og ilt - et fingeraftryk for dens dannelse i den gasformige skive for ti millioner millioner år siden. Da gassen afkøles med tiden, dannedes kerner af vandis, der udtømte den resterende iltgas. Planetisk dannelse begyndte derefter, når is og faststof opsamledes i planetariske kerner.
”Når de solide kerner blev store nok, tiltrukket deres tyngdekraft hurtigt omgivende gas til at blive de massive planeter, vi ser i dag,” sagde Konopacky. ”Da denne gas havde mistet noget af sit ilt, ender planeten med mindre ilt og mindre vand, end hvis den var dannet gennem en gravitationsinstabilitet.”
"Spektral information af denne kvalitet giver ikke kun spor om dannelsen af HR8799-planeterne, men giver også den vejledning, vi har brug for for at forbedre vores teoretiske forståelse af eksoplanet-atmosfærer og deres tidlige udvikling," sagde Barman. ”Tidspunktet for dette arbejde kunne ikke være bedre, da det kommer på hælene på nye instrumenter, der vil forestille flere snesevis af exoplaneter, der kredser om andre stjerner, som vi kan studere i lignende detaljer.”
Dette system var også undersøgelsen som en del af fjern rekognosering med Project 1640. Videoen nedenfor forklarer mere:
Kilde: Keck Observatorium
