En annen teknikk er blitt lagt til verktøyet fra ekso-planetjegerne, og det krever ikke store bakkebaserte teleskoper eller rombaserte observatorier. Denne nye bakkebaserte teknikken vil gjøre det mulig å studere atmosfærer av planeter utenfor vårt solsystem, og få fart på søket etter jordlignende planeter med livsrelaterte molekyler.
11. august 2007 vendte Mark Swain fra JPL og teamet hans det infrarøde teleskopanlegget til NASA - et 3-meters teleskop på toppen av Mauna Kea, Hawaii, - til den varme, Jupiter-størrelsen HD 189733b i stjernebildet Vulpecula . Hver 2,2 dag kretser planeten om en stjernesekvens av K-typen som er litt kjøligere og mindre enn vår sol. HD189733b hadde allerede gitt banebrytende fremskritt innen eksoplanettvitenskap, inkludert påvisning av vanndamp, metan og karbondioksid ved bruk av romteleskoper.
Ved å bruke en ny kalibreringsmetode for å fjerne systematiske observasjonsfeil forårsaket av ustabilitet i jordens atmosfære, fikk de en måling som avslører detaljer om HD189733bs atmosfæriske sammensetning og forhold, en enestående prestasjon fra et jordbasert observatorium.
De oppdaget karbondioksid og metan i ekso-planetens atmosfære av HD 189733b med SpeX-spektrografen, som deler lys inn i komponentene for å avsløre de særegne spektrale signaturene til forskjellige kjemikalier. Det viktigste arbeidet deres var utvikling av den nye kalibreringsmetoden for å fjerne systematiske observasjonsfeil forårsaket av variasjonen i jordens atmosfære og ustabilitet på grunn av teleskopsystemets bevegelse når det sporer målet.
Det tok forskerne mer enn to år å utvikle metoden sin slik at den kunne brukes på spektroskopiske observasjoner med det 3 meter lange teleskopet, noe som muliggjorde identifisering av spesifikke molekyler som metan og karbondioksid.
"Som en konsekvens av dette arbeidet, har vi nå det spennende utsiktene at andre passende utstyrte, men relativt små bakkebaserte teleskoper skal være i stand til å karakterisere eksoplaneter," sa John Rayner, NASAs infrarøde teleskopfasilitetsstøtteforsker som bygde SpeX-spektrografen. "Noen dager kan vi ikke en gang se solen med teleskopet, og det at vi på andre dager nå kan få et spekter av en eksoplanett 63 lysår unna, er forbløffende."
Under observasjonene fant teamet uventede lyse infrarøde utslipp fra metan som skiller seg ut på dagsiden av HD198733b. Dette kan indikere en slags aktivitet i planetens atmosfære som kan være relatert til effekten av ultrafiolett stråling fra planetens forelderstjerne som treffer planetens øvre atmosfære, men mer detaljert studie er nødvendig.
"Et øyeblikkelig mål for bruk av denne teknikken er å mer karakterisere atmosfæren til denne og andre eksoplaneter, inkludert påvisning av organiske og muligens prebiotiske molekyler" som de som gikk forut for utviklingen av livet på jorden, sa Swain. "Vi er klare til å påta oss den oppgaven." Noen tidlige mål vil være superjordene. Brukt i synergi med observasjoner fra NASAs Hubble, Spitzer og fremtidens James Webb romteleskop, vil den nye teknikken "gi oss en helt genial måte å karakterisere superjordene," sa Swain.
Arbeidet deres rapporteres i dag i utgaven 3. februar 2010 av Natur.
For en god FAQ om bruk av spekter for å studere eksoplaneter, se denne siden av Max Planck Institute for Astronomy.
Kilder: Max Planck Institute for Astronomy, STFC
