A HR 8799 jelű csillag az exobolygó-kutatók népszerű célpontja. Ez a viszonylag közeli égitest volt az egyik első, ahol közvetlen felvételekkel lehetett igazolni, hogy bolygók keringenek körülötte – írja a Csillagászat.hu. Nem is egy, hanem három, majd nem sokkal később egy negyediket is azonosítottak, és azóta is intenzív vizsgálatok alanya. Nyáron számoltunk be magyar kutatók eredményeiről a csillag fényváltozásait illetően. A nagyméretű, egyedileg megfigyelhető bolygók okán a rendszer remek kísérleti terep az exobolygólégkörök kutatására is.
Csakhogy a bolygók légkörét nagyon nehéz detektálni, mivel roppant halványak a közelükben fénylő csillaghoz képest. A korábbi mérések alapján úgy tűnt, hogy a b, c és d bolygók légköre is gyanúsan kevés metánt tartalmaz. A hiányt okozhatja, hogy a bolygók igen vastag felhőzettel rendelkeznek, amely felmelegíti a légkörüket. A légkörmodellek számára pedig nagy nehézségeket okozott, hogy az infravörös mérésekhez illeszkedő, realisztikus bolygóátmérőt produkáljanak.
A fentiek fényében érthető, hogy a Patrick Ingraham, a Stanford Egyetem munkatársa vezette, népes szerzőgárda miért pont a HR 8799-et választotta a nemrég üzembe állított Gemini Planetary Imager (GPI) műszer egyik első célpontjául. A chilei, nyolcméteres Gemini South távcsövön található detektor nem egyszerű kamera: integráltmező-spektrográf, amely képes a felvétel minden egyes pixelének a színképét is rögzíteni. Ez lehetővé tette, hogy a kutatók a c és d jelű bolygók színképét ugyanazzal a méréssel külön-külön felvegyék. (A b bolygó a látómezőn kívül volt, az e pedig túl közel látszott a csillaghoz.)
Az újonnan felvett spektrumok jó egyezést mutattak a korábbi eredményekkel. Azt is megfigyelték ugyanakkor, hogy a két bolygó színképe eltér egymásétól, vagyis a főbb paramétereik (tömeg, hőmérséklet stb.) jobban különböznek, mint korábban feltételezték. Ezek után megpróbálták részletesen modellezni a bolygók légkörét a korábbi méréseket is figyelembe véve.
Azonban arra jutottak, hogy a legjobb légkörmodell sem illeszkedik mindegyik hullámhossztartományban a megfigyelésekre. A legnagyobb kihívás, hogy szükség lenne vastag felhőtakaróra az alsó rétegek melegedéséhez és a metán jelének elnyomásához, de a felhőréteg túl vastag sem lehet, hogy a mélyebb rétegekből eredő emisszió még megjelenhessen a spektrumban. Arra jutottak, hogy ha ragaszkodtak a bolygófejlődési modellek által meghatározott bolygósugárhoz, nem képesek jól illeszteni a színképeket. Ha a sugarat szabad paraméterként kezelik, a spektrum jobban rásimul a mérésekre, de akkor meg a bolygók mérete lenne túl kicsi a bolygókeletkezési és -fejlődési modellekhez képest.
A szerzők két lehetőséget vetnek fel a probléma megoldására. Egyrészt a bolygók szerkezete lehet olyan, hogy egy nagyon nagy méretű és tömegű magot vesz körbe egy hidrogén-hélium burok, némileg ellentmondva a bolygókeletkezési modelleknek. A másik, jóval valószínűbb lehetőség, hogy egyszerűen nem elég részletesek a légkörmodellek, és nem tartalmazzák még az idegen bolygólégkörök összetett kémiáját és hőszállítási módjait.
Teoretikusok gyakran viccelődnek azon, hogy a megfigyelési adatok csak arra jók, hogy belerondítsanak a gyönyörű szép modelljeikbe. Remélhetőleg a GPI megfigyelései alaposan felborítják majd az exobolygók atmoszféráiról szóló, egyelőre meglehetősen vázlatos elképzeléseket, és a következő években a kutatók egyre pontosabb modelleket tudnak készíteni ezekről az idegen világokról.
Hasonló cikkek olvashatóak a Csillagászat.hu oldalon.
