З часу відкриття в 1995 році першої планети, яка оберталася навколо звичайної зірки, відмінної від Сонця, зараз відомо понад 150 кандидатів цих так званих екзопланет. Більшість з них виявляються непрямими методами, заснованими або на варіаціях радіальної швидкості, або на затемненні зірки, коли планета проходить перед нею (див. ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 та ESO PR 22/04 ).
Однак астрономи вважають за краще отримати пряме зображення екзопланети, що дозволяє їм краще характеризувати фізичну природу об'єкта. Це надзвичайно важке завдання, оскільки планета, як правило, ховається у «відблиску» своєї приймаючої зірки.
Щоб частково подолати цю проблему, астрономи вивчають зовсім молоді об’єкти. Дійсно, субзоряні об'єкти набагато гарячіші та яскравіші, коли молоді, і тому їх можна легше виявити, ніж старі об’єкти подібної маси.
Виходячи з цього підходу, цілком можливо, що минулорічне виявлення слабкої плямистості світла поруч із молодим коричневим карликом 2M1207 міжнародною командою астрономів, що використовують дуже великий телескоп ESO (ESO PR 23/04), є довгоочікуваним добросовісне зображення екзопланети. Нещодавній звіт, заснований на даних космічного телескопа Хаббла, схоже, підтверджує цей результат. Ще новіші спостереження, зроблені за допомогою космічного телескопа Спітцера за теплими інфрачервоними сяйвами двох раніше виявлених планет «гарячого Юпітера» - ще один цікавий результат у цьому контексті. Це багатство нових результатів, отриманих за кілька місяців часу, ідеально ілюструє динаміку цієї галузі досліджень.
Крихітний товариш
Тепер інша команда астрономів [1], можливо, зробила ще один важливий прорив у цій галузі, знайшовши крихітного супутника молодій зірці. З кількох років ці вчені проводили пошук планет і маломасштабних об'єктів, зокрема навколо зірок, що ще перебувають у процесі їх формування - так званих зірок Т-Таурі - використовуючи як методи прямого зображення, так і радіальної швидкості. Одним із об’єктів у їхньому списку є GQ Lupi, молода зірка Т-Таври, розташована у хмарі Лупус I (Вовк), регіоні утворення зірок приблизно за 400 або 500 світлових років. Зірка GQ Lupi, мабуть, дуже молодий об’єкт, який все ще оточений диском, віком від 100 000 до 2 мільйонів років.
25 червня 2004 року астрономи спостерігали GQ Lupi за допомогою адаптивного оптичного приладу NACO, приєднаного до Yepun, четвертого 8,2-метрового одиничного телескопа дуже великого телескопа, розташованого на вершині Серо Паранал (Чилі). Адаптивна оптика приладу (AO) долає спотворення, викликані атмосферними турбулентностями, створюючи надзвичайно різкі ближні інфрачервоні зображення.
Як показує ESO PR Photo 10a / 05, серія експозицій NACO чітко показує наявність крихітного супутника, розташованого в безпосередній близькості від зірки. Цей нещодавно знайдений об’єкт знаходиться всього в 0,7 арсекунди, і його можна було б не помітити без використання адаптивних можливостей оптики NACO.
На відстані GQ Лупі розділення між зіркою та її слабким супутником становить приблизно 100 астрономічних одиниць (або в 100 разів більше відстані між Сонцем та Землею). Це приблизно в 2,5 рази відстань між Плутоном і Сонцем.
Супутник, званий GQ Lupi B або GQ Lupi b [2], приблизно в 250 разів слабший, ніж GQ Lupi A, як видно з цієї серії зображень. Подальші зображення, отримані з NACO у серпні та вересні, підтвердили наявність та позицію цього супутника.
Рухаючись в тому ж напрямку
Потім астрономи виявили, що зірку раніше спостерігали телескоп Subaru, а також космічний телескоп Хаббл. Вони отримали відповідні зображення з архівів даних цих установ для подальшого аналізу.
Старіші знімки, зроблені відповідно у липні 2002 р. Та квітні 1999 р., Також показали наявність супутника, що дало астрономам можливість точно виміряти положення двох об'єктів протягом декількох років. Це, в свою чергу, дозволило їм визначити, чи зірки рухаються разом на небі - як слід очікувати, якщо вони гравітаційно пов'язані між собою - або якщо менший об’єкт є лише фоновим об'єктом, просто вирівняним випадково.
З їх вимірювань астрономи виявили, що поділ між двома об'єктами не змінився протягом п’ятирічного періоду, охопленого спостереженнями (див. Фотографію ESO PR 10b / 05). Для вчених це наочний доказ того, що обидва об'єкти рухаються в одному напрямку в небі. "Якщо слабкий об'єкт був би фоновим об'єктом", - каже Ральф Ной, користувач університету Єни (Німеччина) та лідер команди, "ми побачимо зміну поділу, коли GQ Lup рухався б у небі. З 1999 по 2004 рік поділ змінився б на 0,15 арксек., Але ми впевнені, що ці зміни, як мінімум, у 20 разів менші ».
Екзопланета або бурий карлик?
Для подальшого дослідження фізичної природи нововиявленого об'єкта астрономи застосували NACO на VLT, щоб взяти ряд спектрів. Вони показали типовий підпис дуже класного об'єкта, зокрема наявність водяних та СО смуг. Враховуючи інфрачервоні кольори та наявні спектральні дані, розрахунки атмосферної моделі вказують на температуру від 1600 до 2500 градусів та радіус, що вдвічі більший за Юпітер (див. PR Photo 10c / 05). Відповідно до цього, GQ Lupi B, таким чином, є холодним і досить маленьким об’єктом.
Але яка природа цього слабкого об’єкта? Це добросовісна екзопланета чи це коричневий карлик, ті "невдалі" зірки, які не мають достатньо масивної маси, щоб центрально виробляти великі ядерні реакції? Хоча межа між ними все ще є предметом дискусій, один із способів розрізнити їх - за їх масою (оскільки це також робиться між коричневими карликами та зірками): планети-гіганти легші, ніж приблизно 13 мас Юпітера ( критична маса, необхідна для запалювання дейтерійного синтезу), бурі карлики важчі.
Що з GQ Lupi b?
На жаль, нові спостереження не дають прямої оцінки маси об’єкта. Таким чином, астрономи повинні спиратися на порівняння з теоретичними моделями таких об'єктів. Але це не так просто, як це звучить. Якщо, як загалом приймають астрономи, GQ Lupi A і B утворюються одночасно, щойно знайдений об’єкт дуже молодий. Проблема полягає в тому, що для таких зовсім молодих об'єктів традиційні теоретичні моделі, ймовірно, не застосовуються. Однак, якщо вони використовуються, вони дають оцінку маси предмета, який лежить десь від 3 до 42 мас Юпітера, тобто охоплює як планету, так і коричневі карликові домени.
Ці ранні фази бурого карлика та формування планети - це фактично невідома територія для моделей. Дуже важко моделювати ранній колапс газових хмар, враховуючи умови навколо формуючої материнської зірки. Один набір моделей, спеціально розроблений для моделювання зовсім юних предметів, забезпечує масу як одна-дві маси Юпітера. Але, як вказує користувач Ральф Ной, «ці нові моделі все ще потрібно відкалібрувати, перш ніж масу таких супутників можна буде визначити впевнено».
Астрономи також підкреслюють, що з порівняння спектрів VLT / NACO та теоретичних моделей співавтора Пітера Хаушильда з Гамбурзького університету (Німеччина) вони дійшли висновку, що найкраще підходить для об'єкта, що має приблизно 2 радіуси Юпітера. і 2 маси Юпітера. Якщо цей результат має місце, GQ Lupi b, таким чином, був би наймолодшим та найлегшим екзопланетом.
Потрібні подальші спостереження, щоб точно визначити природу GQ Lupi B. Якщо два об'єкти дійсно пов'язані, то найменшому об’єкту знадобиться більше 1000 років, щоб виконати орбіту навколо своєї приймаючої зірки. Це, звичайно, занадто довго, щоб чекати, але ефект орбітального руху, можливо, виявиться - як крихітна зміна поділу між двома об'єктами - за кілька років. Тому команда планує регулярно проводити спостереження за цим об’єктом за допомогою NACO на VLT, щоб виявити цей рух. Без сумніву, в цей час буде досягнутий подальший прогрес з теоретичної сторони і що буде зроблено багато сенсаційних відкриттів у цій галузі.
Більше інформації
Дослідження, представлене в цьому прес-релізі ESO, опубліковане у Листі до редактора, прийнятому до публікації Astronomy and Astrophysics ("Докази для переміщення субзоряного супутника GQ Lup" від R. Neuh? User та ін.) Та доступний у формі PDF за адресою http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
Примітка
[1]: До складу команди входять користувач Ральф Ной, Ґестер Вухтерль, Маркус Муграуер та Ана Бедалов (Університет Єни, Німеччина), Ейке Гюнтер (Тингер-лайнстерстерворт Таутенбург, Німеччина) та Пітер Хаусшильт (Гамбургер) Штернварт, Німеччина).
[2]: В астрономічній літературі конвенція полягає в тому, щоб розміщувати великі літери для зірок, що входять до складу багатьох систем, але маленькими літерами для планет. Якщо супутником GQ Lupi A виявиться планетою, він би називався GQ Lupi b, тоді як якщо це коричневий карлик, він би ідентифікувався як GQ lupi B. Враховуючи нинішню невизначеність, ми використовували обидві номінали у цьому прес-релізі, як це робили автори в оригінальній науковій праці.
Оригінальне джерело: Новини ESO
