Nhìn vào bầu không khí của Sao Mộc-Double đã thành công

Phương pháp mới mở ra hóa học ngoại hành tinh cho các kính thiên văn nhỏ hơn

Kính viễn vọng hồng ngoại NASA IRTF tại Đài thiên văn Mauna Kea ở Hawaii. Với kính viễn vọng phản xạ 3 mét này, các quan sát của hệ thống HD 189733 đã được thực hiện, hiện có thể được đánh giá thành công. © Karan Teramua
đọc to

Các nhà thiên văn học người Mỹ, Anh và Đức lần đầu tiên đã chứng minh rằng với một "David" dưới kính viễn vọng trên trái đất, họ có thể hiểu rõ hơn về việc khám phá các hành tinh nước ngoài - có thể giống Trái đất - phù hợp với thành tựu của một Goliath. Công trình của họ, mà họ báo cáo trong số phát hành hiện tại của tạp chí khoa học "Tự nhiên", sẽ thực hiện tìm kiếm "phân tử sự sống" hữu cơ trên các ngoại hành tinh trong nhiều năm tới.

Với kính viễn vọng hồng ngoại 30 năm của Cơ quan Hàng không và Quản lý Vũ trụ Quốc gia (NASA) trên núi lửa Mauna Kea ở Hawaii, có gương chính có đường kính chỉ ba mét, các nhà khoa học đã có thể xác định được các phân tử hữu cơ trong bầu khí quyển của hành tinh khí có kích thước sao Mộc HD 189733b, 63 năm ánh sáng từ Trái đất quay quanh ngôi sao HD 189733 A trong chòm sao Fox (Vulpecula). Đối với một kính thiên văn mặt đất thì đây là một thành công chưa từng có.

"Việc chúng ta sử dụng một kính viễn vọng tương đối nhỏ cho chúng ta hy vọng rằng, với các kính viễn vọng lớn trên trái đất và các thiết bị tuyệt vời của chúng, chúng ta có thể mô tả các phân tử hữu cơ trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hành tinh giống Trái đất từ ​​Trái đất", Mark Swain của NASA Jet Propuls nói Phòng thí nghiệm (JPL) ở California.

Tác giả của một hệ thống với một hành tinh quá cảnh. © Daniel Angerhausen / IRS / Đại học Stuttgart

Công nghệ đánh giá Chìa khóa thành công

Chìa khóa thành công là một kỹ thuật đánh giá mới của Pieter Deroo từ JPL, người đã phát triển bao gồm Daniel Angerhausen từ Viện Hệ thống Vũ trụ (IRS) tại Đại học Stuttgart. Với sự trợ giúp của kỹ thuật mới này, có thể tách tối ưu tín hiệu cực kỳ yếu của ngoại hành tinh thực tế khỏi nền tảng thống trị của bầu khí quyển trái đất.

Nhìn từ Trái đất, hành tinh HD 189733 b biến mất theo định kỳ phía sau ngôi sao của nó. Phổ của hành tinh có thể được xác định bằng cách so sánh ánh sáng mà hệ thống nhận được ngay trước khi "nhật thực hành tinh" như vậy với ánh sáng nhận được trong nhật thực. trưng bày

Sự nhiễu loạn trong bầu khí quyển của trái đất

Tuy nhiên, nhiễu loạn trong bầu khí quyển của trái đất - cũng là nguyên nhân gây ra sự lấp lánh hàng đêm của các ngôi sao - gây ra sự xáo trộn mà ảnh hưởng của nó rất khó giải thích. Jeroen Bouwman thuộc Viện Thiên văn học Max Planck giải thích: "Với phương pháp hiệu chuẩn mới được phát triển, chúng ta có thể đo lường sự thay đổi ánh sáng do nhật thực của hành tinh bằng sự thay đổi ánh sáng bởi nhiễu loạn khí quyển và tín hiệu nhiễu của máy dò

Trước đây, các phép đo loại này chỉ có thể thực hiện được với sự trợ giúp của kính viễn vọng không gian, thời gian quan sát được phân bổ chặt chẽ. Bây giờ chúng có thể được thực hiện với các kính thiên văn trên mặt đất với đường kính gương xuống đến vài mét, trong đó có vài chục trên toàn thế giới - mà không cần đến máy quang phổ chuyên dụng.

Đo quang phổ của một ngoại hành tinh: Sơ đồ này minh họa cách quang phổ của hành tinh bị cô lập. Đầu tiên, tổng của ngôi sao và phổ hành tinh được đăng ký. Sau đó, khi hành tinh bị ẩn đằng sau ngôi sao trung tâm của nó, bạn sẽ có được quang phổ của ngôi sao một mình. Nếu người ta trừ đi các giá trị đo được của giá trị thứ hai từ các giá trị của phổ thứ nhất, thì người ta chỉ thu được phổ mong muốn của hành tinh. Hình ảnh: MPIA

400 ngoại hành tinh được biết đến

Hiện tại, khoảng 400 ngoại hành tinh được biết đến, hầu hết trong số họ là những người khổng lồ khí giống sao Mộc; nhưng một số trong số chúng cũng có thể được gọi là "siêu trái đất": các hành tinh đá khổng lồ với bầu không khí dưới mọi hình thức. Ngoài ra HD 189733b là một người khổng lồ khí khổng lồ, quay quanh ngôi sao trung tâm giống như mặt trời của nó trong chòm sao F chschen cứ sau 2, 2 ngày. Các kính viễn vọng không gian khác nhau đã tìm thấy dấu vân tay của nước, metan và carbon dioxide trong bầu khí quyển của nó.

Sớm bất ngờ hơn?

Nhóm của Swain đã quan sát HD 189733b vào ngày 11 tháng 8 năm 2007, trong một phạm vi bước sóng hồng ngoại chưa được phát hiện, trong đó nó phát hiện ra sự phát xạ khí metan mạnh, cho thấy hoạt động mạnh mẽ trong bầu khí quyển hành tinh. Các nguyên nhân chính xác của điều này được làm rõ với các quan sát thêm. "Đây chỉ là một hương vị của những điều ngạc nhiên mà chúng ta sẽ thấy khi khám phá các ngoại hành tinh", Swain dự đoán.

Angerhausen sẽ tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực này. Cùng với các đồng nghiệp người Mỹ, trước tiên anh ta muốn tối ưu hóa hơn nữa phương pháp phân tích mới và sau đó áp dụng nó vào dữ liệu quan sát của chính mình. "Cuối cùng, chúng tôi có một công cụ trong tay để tìm các chân trong đống cỏ của bộ dữ liệu của chúng tôi", nhà vật lý và thiên văn học có trụ sở tại Stuttgart nói.

Đài quan sát hồng ngoại SOFIA

Việc sử dụng các đài quan sát vệ tinh hoặc trên không như đài quan sát hồng ngoại SOFIA của Mỹ - Đức - Đài quan sát địa tầng cho Thiên văn học Hồng ngoại - vẫn còn rất cần thiết. SOFIA, ví dụ, có trung tâm hoạt động được đặt tại Đại học Stuttgart, rất phù hợp để xem xét kỹ lưỡng các hành tinh của các ngôi sao khác.

SOFIA hoạt động trên một mặt - giống như các vệ tinh - phía trên bầu khí quyển của trái đất đang xáo trộn và mặt khác, nó có các công cụ cần thiết để nghiên cứu rộng rãi tất cả các bước sóng có liên quan. Ngoài ra, SOFIA, với tư cách là đài quan sát trên không, có lợi thế vượt trội là có thể bay đến bất kỳ nơi nào trên thế giới nơi các ngoại hành tinh hiện có thể được quan sát trên bầu trời đêm. Tất cả các kính thiên văn khác được gắn vào một vị trí cụ thể trên Trái đất hoặc quỹ đạo trong không gian.

(idw - Đại học Stuttgart / Viện thiên văn học Max Planck, 05.02.2010 - DLO)