In 2008 werd het eerste systeem met meerdere planeten van extrasolaire planeten in beeld gebracht en verdere studie van de planeten in dit zeer jonge systeem levert een aantal raadselachtige resultaten op. Astronomen die het Keck-observatorium gebruiken, hebben het spectrum van één planeet, HR 8799 b, kunnen verkrijgen en de temperatuur, chemische samenstelling en atmosferische eigenschappen van de planeet onthuld. De atmosfeer van de planeet is anders dan die van een eerder bestudeerde extrasolaire planeet, en het lijkt erop dat de planeet extreem bewolkt is en ook behoorlijk heet, ook al is hij erg ver van zijn gastster verwijderd.
“We bevinden ons op een punt waar we niet alleen planeten direct rond andere sterren kunnen afbeelden, maar we kunnen ook de eigenschappen van hun atmosfeer in detail gaan bestuderen. Directe spectroscopie van exoplaneten is de toekomst van dit veld ”, zegt Brendan Bowler, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Hawaï en de hoofdauteur van de studie.
Hoewel meer dan 500 planeten rond andere sterren zijn ontdekt, zijn er slechts zes planeten direct afgebeeld.
HR 8799 b, is een van die afgebeeld en is een van de drie gasreuzenplaneten die rond de ster HR 8799 draaien, die 130 lichtjaar verwijderd is van de aarde in het sterrenbeeld Pegasus. Bowler en zijn team zeiden dat de eigenschappen van de atmosfeer van de planeet niet kunnen worden verklaard door de huidige theoretische modellen van exoplaneten van gasreuzen, zelfs niet door die met een normale hoeveelheid dikke of stoffige atmosfeer. Volgens de nieuwe gegevens op deze planeet geloven de astronomen dat deze exoplaneet extreem troebel is, en misschien vertonen alle jonge gasreuzenplaneten hetzelfde soort bewolking in hun atmosfeer.
De techniek die het team heeft gebruikt om de temperatuur van de planeet te bepalen, is afhankelijk van de chemie van de atmosfeer van de planeet. In het bijzonder kan de aan- of afwezigheid van gasvormig methaan worden gebruikt als thermometer. Het team ontdekte dat HR 8799 b weinig of geen methaan in zijn atmosfeer vertoont. Op basis van hun spectrum en eerder verkregen afbeeldingen van de planeet, en door de waarnemingen te vergelijken met theoretische modellen van atmosferen bij lage temperatuur, schatten ze dat de koelst mogelijke temperatuur voor de planeet ongeveer 1200 Kelvin (ongeveer 1700 graden Fahrenheit) is.
Deze planeet is vrij ver van de ster verwijderd, 67 keer de scheiding tussen de aarde en de zon van de gastster.
Huidige theoretische modellen voorspellen dat HR 8799 b ongeveer 400 Kelvin koeler moet zijn dan gemeten, op basis van de leeftijd van de planeet en de hoeveelheid energie die deze momenteel uitstraalt. Het team vermoedt dat de discrepantie ontstaat omdat de planeet veel stoffiger en troebeler is dan door de huidige modellen wordt verwacht.
“Directe studies van planeten buiten het zonnestelsel staan nog maar in de kinderschoenen. Maar zelfs in dit vroege stadium leren we dat ze een ander beest zijn dan objecten die we eerder kenden, 'zei professor in de astronomie van de Universiteit van Hawaï, Michael Liu, co-auteur van de studie.
De planeten rond HR 8799 zijn ongelooflijk zwak, ongeveer 100.000 keer zwakker dan hun moederster. Om het spectrum van HR 8799 b te verkrijgen, vertrouwde het team op het adaptieve optische systeem van de Keck II-telescoop en richtte het zich enkele uren op de ster. Vervolgens gebruikten ze het Keck-faciliteitsinstrument genaamd OSIRIS, een speciaal soort spectrograaf, om het spectrum van de planeet nauwkeurig te scheiden van het licht van de moederster.
Een paper dat de studie beschrijft, zal later dit jaar in het Astrophysical Journal worden gepubliceerd, maar je kunt de samenvatting van het team hier lezen.
Bron: Keck Observatory
