Det mest detaljerte utseendet til atmosfæren til en fjern eksoplanett har avslørt en blanding av vanndamp og karbonmonoksidpledd en verden ti ganger så stor som Jupiter omtrent 130 lysår unna Jorden. I likhet med Jupiter har den ingen solid overflate, og den har en temperatur på mer enn tusen grader. I tillegg ble det ikke påvist fortellende metansignaler i atmosfæren. Men dette solsystemet er fortsatt av stor interesse, ettersom tre andre gigantiske verdener går i bane rundt den samme stjernen og forskere sa at å studere dette systemet ikke bare vil bidra til å løse mysterier om hvordan det ble dannet, men også hvordan vårt eget solsystem ble dannet også.
Observasjonene ble gjort ved Keck II-teleskopet på Hawaii, ved hjelp av en infrarød bildespektrografikk kalt OSIRIS, som var i stand til å avdekke de kjemiske fingeravtrykkene til spesifikke molekyler.
"Dette er det skarpeste spekteret som noen gang er oppnådd av en ekstrasolar planet," sier Dr. Bruce Macintosh, fra Lawrence Livermore National Laboratory. “Dette viser kraften i direkte avbildning av et planetarisk system. Det er den utsøkte oppløsningen som disse nye observasjonene gir, som har gjort det mulig for oss å virkelig begynne å undersøke planetdannelse. "
"Med dette detaljnivået," sa medforfatter Travis Barman fra Lowell Observatory, "kan vi sammenligne mengden karbon med mengden oksygen i atmosfæren, og denne kjemiske blandingen gir ledetråder for hvordan planetsystemet dannet .”
Planetene rundt stjernen, kjent som HR 8799, veier mellom fem til ti ganger massen til Jupiter og lyser fortsatt infrarødt med varmen fra deres dannelse. Forskerteamet sier at observasjonene deres antyder at solsystemet ble opprettet på en lignende måte som vår egen, med gassgiganter som danner seg langt borte fra forelderstjernen og mindre, steinete planeter nærmere. Imidlertid er det ennå ikke blitt påvist noen jordlignende steinete planeter i dette systemet.
"Resultatene antyder at HR 8799-systemet er som et oppskalert solsystem," sa Quinn Kanopacky, en astronom fra University of Toronto i Canada. ”Når de solide kjernene vokste seg store nok, trakk deres tyngdekraft raskt omgivende gass til å bli de enorme planetene vi ser i dag. Siden den gassen hadde mistet noe av oksygenet sitt, ender planeten opp med mindre oksygen og mindre vann enn om den hadde dannet seg gjennom en gravitasjonsinstabilitet. ”
Det er to ledende modeller for planetdannelse: kjernetilknytning og gravitasjonsinstabilitet. Når stjerner dannes, omgir en planetdannende disk dem. Med kjernetilpasning dannes planeter gradvis etter hvert som solide kjerner sakte blir store nok til å begynne å hente inn gass fra disken, mens planeter i gravitasjonsinstabilitetsmodellen nesten umiddelbart når disken kollapser på seg selv.
Egenskaper som sammensetningen av en planetens atmosfære er ledetråder til hvordan planeten dannet seg, og i dette tilfellet ser det ut til at kjerneavtrekking vinner ut. Selv om det var holdepunkter for vanndamp, er signaturen svakere enn man kunne forvente hvis planeten delte sammensetningen av sin moderstjerne. I stedet har planeten et høyt forhold mellom karbon og oksygen - et fingeravtrykk for dens dannelse i den gassformige disken for mange millioner år siden. Da gassen avkjølte seg med tiden, dannet det seg korn av vannis, og den tømte den gjenværende oksygengassen. Planetisk dannelse begynte deretter da is og faste stoffer ble samlet inn i planetariske kjerner.
"Når de solide kjernene vokste seg store nok, trakk deres tyngdekraft raskt omgivende gass til å bli de enorme planetene vi ser i dag," sa Konopacky. "Siden den gassen hadde mistet noe av oksygenet sitt, ender planeten opp med mindre oksygen og mindre vann enn om den hadde dannet seg gjennom en gravitasjonsinstabilitet."
"Spektral informasjon av denne kvaliteten gir ikke bare ledetråder om dannelsen av HR8799-planetene, men gir også veiledningen vi trenger for å forbedre vår teoretiske forståelse av eksoplanettatmosfærer og deres tidlige utvikling," sa Barman. "Tidspunktet for dette arbeidet kan ikke være bedre, da det kommer på hælene til nye instrumenter som vil avbilde flere titalls eksoplaneter, som går i bane rundt andre stjerner, som vi kan studere i lignende detaljer."
Dette systemet var også studien som en del av fjernsynsrekognosering med Project 1640. Videoen nedenfor forklarer mer:
Kilde: Keck Observatory
