Astronomi atklāj ūdeni tālas planētas atmosfērā
Izmantojot V.M. Keka observatorijā pieejamo tehniku, starptautiska astronomu komanda ir veikusi visdetalizētāko Jupitera izmēra citplanētas atmosfēras analīzi, atklājot tajā ūdens tvaiku un oglekļa monoksīda klātbūtni.
"Pateicoties Keka observatorijas modernajam aprīkojumam, mūsu izstrādātajām progresīvajām novērošanas un datu apstrādes metodēm, kā arī konkrētās planētu sistēmas raksturlielumiem, mēs varējām analizēt šo planētu ļoti detalizēti," pastāstīja pētījuma vadītāja Kvinna Konopackija no Toronto Universitātes.
"Tas ir asākais citplanētas spektrs, kādu līdz šim ir izdevies iegūt," teica pētījuma līdzautors Brūss Makintošs. "Šis sasniegums demonstrē planētu sistēmu tiešās fotografēšanas priekšrocības. Jauno novērojumu izcilā izšķirtspēja mums ļāva patiesi uzsākt planētas veidošanās izpēti."
Komanda izmantoja OSIRIS instrumentu, ar kuru aprīkots Keck II teleskops Havaju salās. Planētas gaismas spektrālā analīze atklāja, ka mākoņainā atmosfēra satur ūdens tvaikus un oglekļa monoksīdu.
"Šādā detalizācijas pakāpē mēs varam salīdzināt atmosfērā esošā oglekļa un skābekļa daudzumu," paskaidroja pētījuma līdzautors Treviss Bermans no Lovela observatorijas. "Šis ķīmiskais maisījums sniedz norādes par to, kā veidojās planētu sistēma."
Lai arī pilnīgas skaidrības par planētu veidošanos ap citām zvaigznēm nav, līdz šim par vadošajiem tika uzskatīti divi - kodola akrēcijas un gravitācijas nestabilitātes modeļi. Kad veidojas zvaigznes, tās ieskauj protoplanetārais disks. Pirmā scenārija gadījumā planētas aug lēnām, salīpot dažāda izmēra cietajām daļiņām. Kad cietais kodols ir pietiekami liels, tas spēj piesaistīt gāzi no diska. Otrajā gadījumā planētas izveidojas ļoti ātri, kolapsējot atsevišķām diska daļām. Planētu īpašības, piemēram, atmosfēras sastāvs, ir norādes, kas palīdz noskaidrot, vai planētas veidojušās pēc viena vai otra scenārija.
Lai arī planētas atmosfērā ir skaidri redzamas ūdens tvaika pēdas, signāls ir daudz vājāks nekā gadījumā, ja planētas sastāvs līdzinātos zvaigznes sastāvam. Toties oglekļa un skābekļa attiecība ir ļoti augsta, kas liecina par planētas veidošanos gāzu diskā pirms desmitiem miljoniem gadu. Gāzei atdziestot, veidojās ūdens ledus graudiņi, samazinot skābekļa daudzumu gāzu diskā. Planētu veidošanās sākās tad, kad ledus un cietās daļiņas lēnām apvienojās planētu kodolos. Līdzīgi veidojās arī mūsu Saules sistēma.
"Tiklīdz cietie kodoli izauga pietiekami lieli, to gravitācija piesaistīja apkārtējo gāzi un pārvērtās milzu planētās, kādas mēs novērojam mūsdienās," teica Konopackija. "Tā kā gāze bija zaudējusi daļu no tajā esošā skābekļa, planētas atmosfērā bija mazāk skābekļa un ūdens nekā gadījumā, ja planētas veidotos gravitācijas nestabilitātes veidā."
Pētījumā aplūkotā planēta ir viens no četriem gāzu milžiem, kas riņķo ap zvaigzni HR 8799, kas atrodas aptuveni 130 gaismas gadu attālumā. Planētas šajā sistēmā tika atklātas 2008. un 2010. gadā. Atšķirībā no citām sistēmām, kur planētu klātbūtni nodod to ietekme uz zvaigzni, šīs ir novērojamas tiešā veidā.
"Mēs varam tiešā veidā nofotografēt HR 8799 planētas, jo tās ir lielas, jaunas un ļoti tālu prom no zvaigznes. Tādēļ šī ir ideāla laboratorija, kur pētīt citplanētu atmosfēras," teica pētījuma līdzautors Kristiāns Maroiss. "Kopš tās atklāšanas sistēma mūs nebeidz pārsteigt."
Lai arī planētas atmosfērā ir ūdens, tā ir absolūti nedraudzīga mums pazīstamajām dzīvības formām, līdzīgi kā Jupiters. Tur nav cietas virsmas un tās temperatūra pārsniedz 500oC. Tomēr šis atklājums parāda, ka Saules sistēmas veidošanās modelis nav unikāls.
"Fakts, ka HR 8799 milzu planētas varēja izveidoties tāpat kā Saules sistēmas milži, ir laba zīme - šis pats process ir atbildīgs par cieto planētu veidošanos tuvāk Saulei," piebilda doktors Makintošs.
W. M. Keck Observatory
Viss par astronomiju StarSpace - Astronomijas portāls un observatorija
