En anden teknik er blevet føjet til exo-planetjægernes værktøjssæt, og det kræver ikke store jordbaserede teleskoper eller rumbaserede observatorier. Denne nye, jordbaserede teknik vil gøre det muligt at studere atmosfærer af planeter uden for vores solsystem og fremskynde vores søgning efter jordlignende planeter med livsrelaterede molekyler.
Den 11. august 2007 vendte Mark Swain fra JPL og hans team NASAs infrarøde teleskopfacilitet - et 3 meter teleskop på topmødet i Mauna Kea, Hawaii, - til den varme, Jupiter-størrelse planet HD 189733b i stjernebilledet Vulpecula . Hver 2,2 dage kredser planeten om en K-type hovedsekvensstjerne lidt køligere og mindre end vores sol. HD189733b havde allerede givet banebrydende fremskridt inden for exoplanetvidenskab, herunder påvisning af vanddamp, metan og kuldioxid ved hjælp af rumteleskoper.
Ved hjælp af en ny kalibreringsmetode til at fjerne systematiske observationsfejl forårsaget af ustabilitet i Jordens atmosfære opnåede de en måling, der afslørede detaljer om HD189733bs atmosfæriske sammensætning og betingelser, en hidtil uset præstation fra et jordbaseret observatorium.
De opdagede kuldioxid og metan i exo-planetens atmosfære af HD 189733b med SpeX-spektrografen, som deler lys ind i dens komponenter for at afsløre de karakteristiske spektrale signaturer af forskellige kemikalier. Deres centrale arbejde var udvikling af den nye kalibreringsmetode for at fjerne systematiske observationsfejl forårsaget af variationen i Jordens atmosfære og ustabilitet på grund af bevægelsen af teleskopsystemet, når det sporer sit mål.
Det tog forskerne mere end to år at udvikle deres metode, så den kunne anvendes til spektroskopiske observationer med det 3 meter lange teleskop, hvilket muliggør identifikation af specifikke molekyler som metan og kuldioxid.
”Som en konsekvens af dette arbejde har vi nu det spændende udsyn, at andre passende udstyrede, men relativt små, jordbaserede teleskoper skal være i stand til at karakterisere eksoplaneter,” sagde John Rayner, NASAs infrarøde teleskopfacilitetsstøttevidenskabsmand, der byggede SpeX-spektrografen. "På nogle dage kan vi ikke engang se solen med teleskopet, og det, at vi på andre dage nu kan få et spektrum af en exoplanet 63 lysår væk, er forbløffende."
Under deres observationer fandt holdet uventet lys infrarød emission fra metan, der skiller sig ud på dagsiden af HD198733b. Dette kan indikere en form for aktivitet i planetens atmosfære, som kunne relateres til effekten af ultraviolet stråling fra planetens forælder, der rammer planetens øvre atmosfære, men der er behov for en mere detaljeret undersøgelse.
”Et øjeblikkeligt mål for at bruge denne teknik er at mere karakterisere atmosfæren i denne og andre eksoplaneter, herunder påvisning af organiske og muligvis prebiotiske molekyler” som dem, der gik forud for udviklingen af livet på Jorden, sagde Swain. ”Vi er klar til at påtage os den opgave.” Nogle tidlige mål vil være superjordene. Brugt i synergi med observationer fra NASAs Hubble, Spitzer og det fremtidige James Webb-rumteleskop, vil den nye teknik "give os en absolut strålende måde at karakterisere superjordene," sagde Swain.
Deres arbejde rapporteres i dag i den 3. februar 2010-udgave af Natur.
For en stor FAQ om brug af spektrum til at studere eksoplaneter, se denne side af Max Planck Institute for Astronomy.
Kilder: Max Planck Institute for Astronomy, STFC
