С помощью инструмента GRAVITY, установленном на Очень Большом Телескопе-Интерферометре (VLTI) выполнены первые прямые наблюдения экзопланеты методом оптической интерферометрии. На экзопланете обнаружена сложная атмосфера с железо-силикатными облаками; там бушует буря планетарного масштаба. Новая техника наблюдений предоставила уникальные возможности для исследования характеристик многих известных экзопланет!
Этот результат сегодня был обнародован в письме, направленном в журнал Astronomy and Astrophysics коллаборацией GRAVITY. В письме представлены результаты наблюдений экзопланеты HR8799e методом оптической интерферометрии. Экзопланета в системе молодой звезды главной последовательности HR8799, находящейся на расстоянии около 129 световых лет от нас в созвездии Пегаса, была обнаружена в 2010 году.
Получение этого результата, открывшего новые характеристики HR8799e, потребовало применения инструмента, обладающего чрезвычайным разрешением и чувствительностью. Приёмник GRAVITY может использоваться со всеми четырьмя основными телескопами обсерватории VLT одновременно в режиме интерферометрии, в котором VLT эквивалентен единому телескопу гораздо большего размера: сверхтелескопу VLTI. В этом режиме удалось собрать и тщательно разделить свет, приходящий от атмосферы планеты HR8799e и от её родительской звезды.
HR8799e – планета типа суперюпитер. Ничего подобного ей в нашей Солнечной системе нет: она одновременно гораздо массивнее и гораздо моложе любой планеты, обращающейся вокруг Солнца. Этому “младенцу” среди экзопланет всего около 30 миллионов лет, и это позволяет получить из её наблюдений уникальную информацию об образовании планет и планетных систем. Условия на поверхности экзопланеты весьма негостеприимные: нерастраченная энергия её образования и мощный парниковый эффект нагрели HR8799e до температуры около 1000 °C.
Оптическая интерферометрия впервые использована для определения детальных характеристик экзопланеты. Новая техника наблюдений позволила получить великолепный подробный спектр беспрецедентного качества – вдесятеро более детальный, чем удавалось прежде. Измерения позволили установить состав атмосферы HR8799e, и он оказался неожиданным.
“Наш анализ показал, что атмосфера HR8799e содержит гораздо больше окиси углерода, чем метана – это непонятно с точки зрения химии равновесных процессов”, – говорит Сильвестр Лакур (Sylvestre Lacour) руководитель исследовательской группы, сотрудник CNRS, Парижской обсерватории (PSL) и Института внеземной физики Макса Планка. “Нам кажется, что этот неожиданный результат лучше всего объясняется вертикальными ветрами, дующими в верхних слоях атмосферы, которые не позволяют угарному газу вступать в реакцию с водородом и образовывать метан”.
Группа обнаружила в атмосфере планеты также облака железа и силикатную пыль. В сочетании с избытком окиси углерода это показывает, что атмосфера HR8799e охвачена гигантской бурей.
“Наши наблюдения говорят о существовании газового шара, освещённого изнутри, причём лучи света пробиваются сквозь охваченные бурей участки тёмной облачности”, – уточняет Лакур. “Конвекция действует на облака, состоящие из железо-силикатных частиц, эти облака разрушаются и их содержимое выпадает внутрь планеты. Всё это создает картину динамической атмосферы гигантской экзопланеты в процессе рождения, в которой идут сложные физические и химические процессы”.
Полученный результат продолжает впечатляющую цепь открытий, совершённых с использованием инструмента GRAVITY, в которую вошли также выполненные в прошлом году наблюдения газовых вихрей, движущихся со скоростью в 30% скорости света в непосредственной окрестности горизонта событий сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики.
Значение выполненных исследований также состоит и в том, что они добавляют новый способ наблюдений экзопланет к и без того богатому арсеналу методов, доступных телескопам ESO, прокладывая путь к многим ещё более впечатляющим открытиям.