Розташована приблизно за 129 світлових років від Землі в напрямку сузір'я Пегаса - відносно молода система зірок HR 8799. Починаючи з 2008 року в цій системі було виявлено чотири орбітальних екзопланети, які - поряд із екзопланетою Формальхаут b - були першими підтверджено методом прямої візуалізації. І з часом астроном прийшов до думки, що ці чотири планети перебувають у резонансі одна з одною.
У цьому випадку чотири планети обходять навколо своєї зірки резонансом 1: 2: 4: 8, що означає, що орбітальний період кожної планети знаходиться в майже точному співвідношенні з іншими в системі. Це відносно унікальне явище, яке надихнуло Джейсона Ванга - аспіранта з Беркліської гілки NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) - створити відео, що ілюструє їх орбітальний танець.
Використовуючи зображення, отримані W.M. Обсерваторія Кека протягом семи років, відео Ванга дає уявлення про ці чотири екзопланети в русі. Як ви бачите нижче, центральна зірка затемнюється, так що світло, відбиваючись від її планет, може бути видно. І хоча на ньому не показано, що планети завершують повний орбітальний період (який би зайняв десятиліття і навіть століття), це прекрасно ілюструє резонанс, який існує між чотирма планетами зірки.
Як Джейсон Ван розповів Space Magazine електронною поштою:
"Дані були отримані протягом 7 років з одного з 10-метрових телескопів Кека командою астрономів (Крістіан Маруа, Квін Конопаккі, Брюс Макінтош, Тревіс Барман і Бен Цукерман). Крістіан скоротив кожну з 7 епох даних, щоб зробити 7 кадрів даних. Потім я зробив фільм, використовуючи рухову інтерполяцію, щоб інтерполювати ці 7 кадрів у 100 кадрів, щоб отримати чітке відео, щоб воно не було хитким (як би ми могли спостерігати їх щомісяця із Землі). "
Образи чотирьох екзопланет спочатку були зроблені доктором Крістіаном Маруам з Національної ради досліджень Канади Інституту астрофізики Герцберга Канади. У 2008 році Маруа та його колеги відкрили перші три планети HR 8799 - HR 8799 b, c та d - за допомогою методу прямого зображення. Приблизно в той же час команда з UC Berkeley оголосила про відкриття Fomalhaut b, використовуючи також прямі зображення.
Всі ці планети були визначені як газові гіганти аналогічного розміру та маси, що мають у 1,2 та 1,3 рази більший розмір Юпітера та в 7–10 разів більше його маси. На момент їх відкриття, HR 8799 d, як вважалося, найближча планета до своєї зірки, на відстані близько 27 астрономічних одиниць (АС) - в той час як інші дві орбіти на відстанях приблизно 42 і 68 АС відповідно.
Лише згодом команда зрозуміла, що планети спостерігали вже у 1998 році. Тоді ближня інфрачервона камера та багатооб'єктний спектрометр космічного телескопа Хаббла отримала світло від системи, яка свідчила про наявність планет. Однак це не стало зрозумілим лише після того, як була встановлена нещодавно розроблена техніка обробки зображень. Отже, «попереднє відкриття» залишилося непоміченим.
Подальші спостереження у 2009 та 2010 роках показали існування четвертої планети - HR 8799 e - яка мала орбіту, розмістивши її всередині інших трьох. Незважаючи на це, ця планета в п’ятнадцять разів більша від своєї зірки, ніж Земля від Сонця, внаслідок чого орбітальний період становить близько 18 000 днів (49 років). Іншим потрібно близько 112, 225 та 450 років (відповідно), щоб виконати орбіту HR 8799.
Зрештою, Ван вирішив зняти відео (яке не було його першим), щоб проілюструвати, яким захоплюючим може бути пошук екзопланет. Як він сказав:
"Я написав цей алгоритм інтерполяції руху для іншої системи екзопланет, Beta Pictoris b, де ми бачимо одну планету на крайовій орбіті, схожу на занурення в свою зірку (вона насправді просто кружляє перед нею). Ми хотіли зробити те ж саме, що і для HR 8799, щоб оживити цю систему і поділитися своїм захопленням в екзопланетах безпосередньо зображення. Я думаю, що це досить дивовижно, що у нас є технологія спостерігати за світами на орбіті інших зірок. "
Крім того, відео звертає увагу на зіркову систему, яка представляє деякі унікальні можливості для дослідження екзопланет. Оскільки HR 8799 була першою багатопланетною системою, що була безпосередньо зображена, це означає, що астрономи можуть безпосередньо спостерігати за орбітами чотирьох планет, спостерігати за їх динамічними взаємодіями та визначати, як вони дійшли до їх сучасної конфігурації.
Астрономи також зможуть взяти спектри атмосфери цієї планети для вивчення їх складу і порівняти це з газовими гігантами нашої Сонячної системи. А оскільки система насправді досить молода (всього 40 мільйонів років), вона може багато розповісти про процес формування планети. І останнє, але не в останню чергу, їх широкі орбіти (необхідність враховуючи їх розмір) можуть означати, що система є менш стабільною.
Надалі, за словами Ванга, астрономи будуть спостерігати, чи не викидаються якісь планети із системи. Я не знаю про вас, але я б розглядав відео, на якому зображено, що одного з газових гігантів HR 8799, що виходить із системи, також надихає!
