Connect with us

Znanost

Astronomija

Udaljeni planetarni sustav izgleda kao veliki Sunčev sustav

Tim astronoma u kojem je i Quinn Konopacky s Instituta za astronomiju i astrofiziku Dunlap, sa Sveučilišta u Torontu, završio je do sada najdetaljnije proučavanje atmosfere jednog planeta izvan Sunčeva sustava, koji izgleda poput Jupitera.

Artist’s rendering of the planetary system HR 8799 at an early stage in its evolution, showing the planet HR 8799c, as well as a disk of gas and dust, and interior planets. (Credit: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics; Mediafarm)

Planetarni sustav HR 8799 (Credit: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics; Mediafarm)

Konopacky kaže: “Mogli smo promatrati ovaj planet tako detaljno, što nije bilo moguće do sada, zahvaljujući naprednoj opremi koju koristimo na Keck II teleskopu, kao i našem inovativnom načinu promatranja, te tehnikama obrađivanja podataka, ali i zbog same prirode (građe) ovog planetarnog sustava.”

Konopacky je glavna autorica studije koja opisuje otkrića ovog tima, a studija je objavljena 14. ožujka u časopisu Science Express, a ujedno će se naći i u izdanju časopisa Science 22. ožujka.

Tim je, koristeći spektrograf OSIRIS za snimanje visokom razlučivosti, otkrio kemijske uzorke određenih molekula pritom razotkrivajući atmosferu punu oblaka koja se sastoji od ugljičnog monoksida i vodene pare. “Koristeći ovu razinu detaljnog prikaza mogli smo usporediti količinu ugljika s količinom kisika koje su prisutne u atmosferi planeta i ova kemijska smjesa daje nam indicije o načinu nastajanja tog cjelokupnog planetarnog sustava”, rekao je Travis Barman, koautor studije, astronom na Opservatoriju Lowell.

Postoji poprilična nesigurnost vezana uz način nastajanja planetarnih sustava, a dva su najprihvaćenija modela nazvana “core accretion” (kada stjenovita jezgra postane dovoljno velika, pa privuče velike količine okolnog plina), te gravitacijska nestabilnost. Svojstva planeta, poput sastava njegove atmosfere su indicije koje nas navode na zaključak da li je planet nastao prema jednom ili drugom modelu.

“Ovo je najjasniji spektar nekog planeta izvan Sunčeva sustava koji je ikad dobiven,” rekao je koautor Bruce Macintosh s Lawrence Livermore National Laboratory. “Ovo pokazuje moć izravnog snimanja planetarnog sustava. Ta iznimna razlučivost koju smo dobili ovim novim promatranjima je ono što nam je omogućilo da zbilja započnemo ispitivati sam nastanak planeta.”

Dobiveni spektar otkriva da je odnos ugljika prema kisiku u skladu s “core accretion” (rast jezgre) scenarijem, a to je model za koji se misli da objašnjava i nastanak našeg Sunčevog sustava.

Ovaj planet, označen HR 8799c, je jedan od 4 plinovita diva za koje znamo da kruže oko zvijezde udaljene od Zemlje 130 svjetlosnih godina. Autori i njihovi suradnici prethodno su otkrili HR8799c i njegova tri susjeda još 2008. i 2010. godine. Svi ti planeti su veći nego ijedan u našem Sunčevom sustavu, s masama tri do sedam puta većim od Jupiterove. Njihove orbite su razmjerno slične veličine, ako ih usporedimo s našim sustavom. HR8799c kruži na 40 puta većoj udaljenosti od svoje matične zvijezde nego što Zemlja kruži oko Sunca; što bi taj planet da je u našem Sunčevom sustavu pozicioniralo poprilično iza orbite Neptuna.

Prema modelu rasta jezgre (core accretion), zvijezda HR8799c prvotno je bila okružena samo ogromnim diskom plina i prašine. Kako se plin hladio, nastajao je led; pa je ovaj proces prorijedio atome kisika u samom disku. Led i prašina spojili su se s planetarnim jezgrama, a kada su one postale dovoljno velike svojom su gravitacijom privukle okolni plin i tako su nastale njihove velike atmosfere. Taj plin bio je siromašan atomima kisika, što se očituje i sada u atmosferi ovog planeta kroz povećani omjer ugljika u odnosu na kisik.

Taj model, također, predviđa nastajanje velikih plinovitih divova na velikim udaljenostima od matične zvijezde, te manjih stjenovitih planeta koji su joj dosta bliži, kao što je slučaj i u našem Sunčevom sustavu. I to su ti stjenoviti planeti, niti predaleko, niti preblizu zvijezdi, koji su najveći kandidati za nastanak života.

“Prema ovim rezultatima dalo bi se pretpostaviti da je sustav HR8799 nešto poput razmjerno povećanog Sunčevog sustava,” kaže Konopacky. ” I tako, osim plinovitih divova koji su daleko od svoje matične zvijezde, ne bi bilo iznenađenje da pronađemo planete poput Zemlje bliže središtu sustava.”

Promatranja HR8799c izvršena su Keck II 10-metarskim teleskopom koji se nalazi na Havajima, jednim od dva najveća optička teleskopa na svijetu. Ovaj teleskop ima prilagodljivi optički sustav koji ispravlja smetnje ( lom svjetlosti) prouzročene Zemljinom atmosferom, pa je tako slika dobivena ovim teleskopom jasnija čak i od one koju omogućuje promatranje svemirskim teleskopom Hubble.

Astronomi to nazivaju prostornom razlučivosti. Uočavanje egzoplaneta pored njihovih zvijezda može se usporediti pokušajem da vidite krijesnicu koja je blizu reflektora. Keckova prilagodljiva optika i visoka prostorna razlučivost kombinirane s naprednom tehnikom obrade podataka dopuštaju astronomima da jasnije vide i zvjezdani “reflektor”, ali i planetarnu “krijesnicu”.

“Možemo izravno promatrati planete oko zvijezde HR8799 jer su svi veliki, mladi i jako udaljeni od svoje matične zvijezde. Ovo čini taj sustav izvrsnim laboratorijem za proučavanje atmosfera egzoplaneta,” kaže koautor studije Christian Marois s National Research Council, Kanada. “Od kada smo ga otkrili, ovaj nas sustav stalno iznenađuje.”

Konopacky i njen tim će nastaviti proučavati ove iznimno velike planete da bi saznali još više pojedinosti o samoj prirodi i atmosferama tih divova. Buduća promatranja obavljat će se upotrebom nedavno poboljšanog instrumenta OSIRIS koji koristi novo difrakcijsko razvrstavanje – ključna komponenta spektrografa koja razdvaja svjetlost prema valnoj duljini, upravo poput prizme. To novo razvrstavanje je inovacija napravljena u Institutu Dunlap i zatim instalirano na spektrograf u prosincu 2012.

“Ta buduća istraživanja reći će nam više o planetima u ovom sustavu,” kaže Konopacky. “A što više naučimo o ovom udaljenom planetarnom sustavu, više ćemo naučiti i o našem vlastitom.”

Izvor: University of Toronto

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Astronomija

Popularno

Advertisement
Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh