Raziskovalni članek mednarodne skupine astronomov [2] ponuja trdne argumente v prid, vendar dokončni odgovor zdaj čaka na nadaljnja opažanja.
V preteklih letih so astronomske slike razkrile šibke predmete, vidne v bližini veliko svetlejših zvezd. Nekatere od teh so bile mišljene kot orbiti z eksoplaneti, toda po nadaljnji študiji se noben od njih ni mogel vzdržati pravega testa. Nekateri so se izkazali za slabe zvezdne spremljevalce, drugi so bili popolnoma nepovezane zvezde v ozadju. Ta je lahko drugačen.
Aprila letos je ekipa evropskih in ameriških astronomov zaznala rahlo in zelo rdečo točko svetlobe zelo blizu (na 0,8 arcsec kotne razdalje) rjavo-pritlikavega predmeta, označenega z oznako 2MASSWJ1207334-393254. Znano tudi kot "2M1207", to je "propadla zvezda", to je telo, ki je premajhno, da bi se v njeni notranjosti vžgali večji postopki jedrske fuzije in zdaj proizvajajo energijo s krčenjem. Je član zvezdnega združenja TW Hydrae, ki se nahaja na razdalji približno 230 svetlobnih let. Odkritje je bilo izvedeno s prilagodljivo optično napravo NACO [3] na 8,2-metrskem teleskopu VLT Yepun v observatoriju ESO Paranal (Čile).
Oslabljiv objekt je več kot 100-krat slabši od 2M1207, njegov bližnji infrardeči spekter pa je z velikimi napori junija 2004 dobil NACO na tehnični meji zmogljivega objekta. Ta spekter prikazuje podobe molekul vode in potrjuje, da mora biti objekt sorazmerno majhen in lahek.
Nobeno od razpoložljivih opažanj ne nasprotuje temu, da gre morda za eksoplanet v orbiti okoli 2M1207. Ob upoštevanju infrardečih barv in spektralnih podatkov izračuni evolucijskega modela kažejo na planet s 5 maso jupiterja v orbiti okoli 2M1207. Kljub temu še ne dopuščajo jasne odločitve o resničnosti tega intrigantnega predmeta. Tako ga astronomi označujejo kot "orjaškega spremljevalca velikanskega planeta (GPCC)" [4].
Zdaj bodo izvedena opažanja, s katerimi bomo ugotovili, ali je gibanje na nebu GPCC združljivo z gibanjem planeta, ki kroži okoli 2M1207. To bi moralo postati očitno največ v 1-2 letih.
Samo pik svetlobe
Od leta 1998 skupina evropskih in ameriških astronomov [2] preučuje okolje mladih, bližnjih "zvezdnih zvez", tj. Velikih konglomeratov večinoma mladih zvezd in oblakov prahu in plina, iz katerih so bili nedavno oblikovani.
Zvezde v teh združenjih so idealne tarče za neposredno slikanje substelarnih spremljevalcev (planetov ali rjavih pritlikavih predmetov). Vodja ekipe, astronom ESO Gael Chauvin ugotavlja, da "ne glede na njihovo naravo so podzvezdni predmeti veliko bolj vroči in svetlejši, ko so mladi - več deset milijonov let - in jih je zato lažje zaznati kot starejše predmete s podobno maso".
Skupina se je posebej osredotočila na študij združenja TW Hydrae. Nahaja se v smeri ozvezdja Hydra (Vodna kača) globoko navzdol na južnem nebu, na razdalji približno 230 svetlobnih let. Za to so uporabili objekt NACO [3] na 8,2-metrskem teleskopu VLT Yepun, enemu od štirih velikanskih teleskopov v observatoriju ESO Paranal na severu Čila. Prilagodljiva optika instrumenta (AO) premaga izkrivljanje, ki ga povzroča atmosferska turbulenca, kar ustvarja izjemno ostre slike v bližini infrardeče infrardeče energije. Senzor infrardečega valovanja je bil bistven sestavni del AO sistema za uspeh teh opazovanj. Ta edinstven instrument zazna deformacijo bližnje infrardeče slike, to je na območju valovne dolžine, kjer so predmeti, kot je 2M1207 (glej spodaj), veliko svetlejši kot v vidnem območju.
Združenje TW Hydrae vsebuje zvezdo z orbiti rjavega pritlikavega pritlikavca, približno 20-kratno od mase Jupitra, in štiri zvezde, obkrožene s prašnimi proto-planetarnimi diski. Rjavi pritlikavi objekti so "propadle zvezde", tj. Telesa, premajhna, da bi se jedrski procesi vžgali v njihovi notranjosti in zdaj proizvajajo energijo s krčenjem. Ne oddajajo skoraj nobene vidne svetlobe. Tako kot Sonce in orjaški planeti v osončju so tudi ti sestavljeni večinoma iz vodikovega plina, morda z vrtinčenimi oblačnimi pasovi.
Na vrsti osvetlitve, narejene z različnimi optičnimi filtri, so astronomi odkrili majhen rdeč madež svetlobe, le 0,8 arcesa iz rjavega pritlikavega objekta TW Hydrae Association 2MASSWJ1207334-393254 ali zgolj "2M1207", prim. PR fotografija 26a / 04. Slaba slika je več kot 100-krat bolj bela od slike 2M1207. "Če bi te slike nastale brez prilagodljive optike, tega predmeta ne bi videli," pravi Gael Chauvin.
Christophe Dumas, še en član ekipe, je navdušen: "Vznemirjenje nad videnjem tega šibkega vira svetlobe v realnem času na zaslonu instrumentov je bilo neverjetno. Čeprav je zagotovo veliko večji od objekta zemeljske velikosti, je nenavaden občutek, da je morda res prvi planetarni sistem onkraj našega, kar smo jih kdaj videli. "
Exoplanet ali rjavi škrat?
Kakšna je narava tega šibkega predmeta [4]? Ali je morda eksoplanet v orbiti okoli tega mladega rjavega pritlikavega predmeta na predvideni razdalji približno 8.250 milijonov km (približno dvakrat večja razdalja med Soncem in Neptunom)?
"Če je kandidat spremljevalec 2M1207 res planet, bi bilo to prvič, da je gravitacijsko vezan eksoplanet posnet okoli zvezde ali rjavega pritlikavca," pravi Benjamin Zuckerman iz UCLA, član ekipe in tudi Nasine astronomije Inštitut.
Z uporabo spektroskopije z visoko kotno ločljivostjo z objektom NACO je ekipa potrdila subtellarni status tega predmeta - zdaj imenovanega "Giant Planet Candidate Companion (GPCC)" - z identifikacijo širokih absorpcij vodnega pasu v njegovi atmosferi, prim. . PR fotografija 26b / 04.
Spekter mladega in vročega planeta - kot je morda GPCC - bo imel močno podobnost s starejšim in bolj množičnim objektom, kot je rjavi pritlikavec. Ko pa se po nekaj deset milijonih let ohladi, bo takšen objekt pokazal spektralne podpise velikanskega plinastega planeta, kot je ta v našem lastnem osončju.
Čeprav je spekter GPCC zaradi njegove nejasnosti precej "hrupen", mu je ekipa lahko dodelila spektralno karakterizacijo, ki izključuje morebitno kontaminacijo ekstra galaktičnih predmetov ali hladnih zvezd poznega tipa z nenormalnim infrardečim presežkom, nameščenim zunaj rjavi pritlikavec.
Po zelo natančni preučitvi vseh možnosti je skupina ugotovila, da čeprav je to statistično zelo malo verjetno, možnosti, da bi bil ta predmet starejši in bolj masiven, v ospredju ali v ozadju, hladnega rjavega pritlikavca ni mogoče popolnoma izključiti. Povezana podrobna analiza je na voljo v izsledku raziskovalnega prispevka, ki je bil sprejet za objavo v Evropski reviji Astronomy & Astrophysics (glej spodaj).
Posledice
Rjavi pritlikavec 2M1207 ima približno 25-krat večjo maso Jupitra in je tako približno 42-krat lažji od Sonca. Kot član združenja TW Hydrae je star okrog osem milijonov let.
Ker je naš osončje star 4600 milijonov let, ni mogoče neposredno izmeriti, kako sta se Zemlja in drugi planeti oblikovali v prvih deset milijonih let po nastanku Sonca. Če pa astronomi lahko preučijo bližino mladih zvezd, ki so zdaj stare le nekaj deset milijonov let, bodo s priča o številnih planetarnih sistemih, ki se zdaj oblikujejo, lahko veliko natančneje razumeli naš oddaljeni izvor.
Anne-Marie Lagrange, članica ekipe iz observatorija Grenoble (Francija), gleda v prihodnost: »Naše odkritje je prvi korak k odpiranju povsem novega polja v astrofiziki: slikanje in spektroskopsko preučevanje planetarnih sistemov. Takšne študije bodo astronomom omogočale, da opredelijo fizično zgradbo in kemično sestavo velikanskih in sčasoma zemeljskih podobnih planetov. "
Nadaljnje ugotovitve
Upoštevajoč infrardeče barve in spektralne podatke, ki so na voljo za GPCC, izračuni evolucijskega modela kažejo na 5 mas jupiter mase, približno 55-krat bolj oddaljen od 2M1207, kot je Zemlja od Sonca (55 AU). Zdi se, da je temperatura na površini približno 10-krat bolj vroča od Jupitra, približno 1000 ° C; to je enostavno razložiti s količino energije, ki jo je treba sprostiti med trenutno hitrostjo krčenja tega mladega predmeta (resda veliko starejši velikanski planet Jupiter še vedno proizvaja energijo v svoji notranjosti).
Astronomi bodo zdaj nadaljevali s svojimi raziskavami, da bi potrdili ali zanikali, ali so v resnici odkrili eksoplanet. V naslednjih nekaj letih pričakujejo, da bodo brez dvoma ugotovili, ali je predmet res planet v orbiti okoli rjavega pritlikavca 2M1207, tako da bodo opazovali, kako se dva predmeta premikata po vesolju, in izvedeli, ali se premikata skupaj ali ne. Izmerili bodo tudi svetlost GPCC pri več valovnih dolžinah in poskusili bodo več spektralnih opazovanj.
Ni dvoma, da bodo prihodnji programi, ki bodo slikali eksoplanete okoli bližnjih zvezd, bodisi s tal z izredno velikimi teleskopi, opremljenimi s posebej zasnovano prilagodljivo optiko, bodisi iz vesolja s posebnimi teleskopi z iskalnimi planeti, bodo imeli veliko koristi od trenutnih tehnoloških dosežkov.
Več informacij
Rezultati, predstavljeni v tem sporočilu za javnost ESO, temeljijo na raziskovalnem dokumentu ("velikanski kandidat za planet v bližini mladega rjavega škrata" G. Chauvina idr.), Ki je bil sprejet za objavo in bo kmalu prikazan v vodilni raziskovalni reviji. " Astronomija in astrofizika “. Predogled je na voljo tukaj.
Opombe
[1]: To sporočilo za javnost izdata istočasno ESO in CNRS (v francoščini).
[2]: Ekipo sestavljajo Gael Chauvin in Christophe Dumas (ESO-Čile), Anne-Marie Lagrange in Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoble, Francija), Benjamin Zuckerman in Inseok Song (UCLA, Los Angeles, ZDA), David Mouillet (LAOMP, Tarbes, Francija) in Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, ZDA). Ameriški člani ekipe delno potrjujejo sredstva Nasinega inštituta za astrobiologijo.
[3]: NACO naprava (iz NAOS / Nasmyth Adaptive Optics System in CONICA / Near-Infrardeči slikar in spektrograf) na 8,2-metrskem teleskopu VLT Yepun na Paranalu ponuja možnost izdelave difrakcijsko omejenih bližnjih infrardečih slik astronomskih objektov . Zaznava sevanje v tem območju valovne dolžine z dihroikom N90C10; 90 odstotkov toka se prenaša na valovodno tipalo, 10 odstotkov pa na infrardečo kamero CONICA. Ta način je še posebej uporaben za ostro slikanje rdečih in zelo majhnih zvezdnih ali podzvezdnih predmetov. Adaptivni korektor optike (NAOS) so v skladu s pogodbo ESO zgradili Office National d'Etudes et de Recherches A? Rospatiales (ONERA), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG) ter laboratoriji LESIA in GEPI Observatoire de Pariz v Franciji, v sodelovanju z ESO. Kamero CONICA sta v skladu s pogodbo ESO zgradila Max-Planck-Institut za astronomijo (MPIA) (Heidelberg) in Max-Planck Institut za zunajzemeljsko fiziko (MPE) (Garching) v Nemčiji, v sodelovanju z ESO.
[4]: Kakšna je razlika med majhnim rjavim pritlikavcem in eksoplanetom? Mejna črta med obema se še vedno preiskuje, vendar se zdi, da je rjavi pritlikav predmet oblikovan na enak način kot zvezde, tj. S krčenjem v medzvezdnem oblaku, medtem ko se planeti tvorijo znotraj stabilnih obodnih diskov s trkom / akumulacijo planetezimal ali diska nestabilnosti. To pomeni, da se rjavi pritlikavci oblikujejo hitreje (manj kot 1 milijon let) kot planeti (~ 10 milijonov let). Drugi način ločevanja obeh vrst predmetov je po masi (saj to poteka tudi med rjavimi pritlikavkami in zvezdami): (orjaški) planeti so lažji od približno 13 jupiterskih mas (kritična masa, potrebna za vžig devterijske fuzije), rjavi pritlikavci so težji. Na žalost prve definicije ni mogoče uporabiti v praksi, na primer pri odkrivanju šibkega spremljevalca, kot je v obravnavanem primeru, saj opažanja ne dajejo informacij o načinu oblikovanja predmeta. Nasprotno, zgornje merilo mase je koristno v smislu, da lahko spektroskopija in astrometrija oškodovanega predmeta skupaj z ustreznimi evolucijskimi modeli razkrije maso in s tem tudi naravo predmeta.
Izvirni vir: ESO News Release
