Kreditna slika: ESO
Evropska ekipa astronomov [1] napoveduje odkritje in preučevanje dveh novih sončnih planetov (eksoplanetov). Spadajo med predmete OGLE tranzita in jih je mogoče podrobno opisati. To povečuje število eksoplanetov, odkritih s tranzitno metodo; zdaj so znani trije takšni predmeti.
Opazovanja so bila izvedena marca 2004 z večplastičnim spektrografom FLAMES na 8,2-metrskem teleskopu VLT Kueyen v observatoriju ESO Paranal (Čile). Astronomi so omogočili merjenje natančnih radialnih hitrosti za enainštirideset zvezd, za katere je z raziskavo OGLE zaznala začasna „svetlost“. Ta učinek bi lahko bil podpis tranzita pred zvezdo planeta v orbiti, lahko pa ga povzroči tudi majhen zvezdniški spremljevalec.
Pri dveh zvezdah (OGLE-TR-113 in OGLE-TR-132) so izmerjene hitrostne spremembe pokazale prisotnost planetarno-masnih spremljevalcev na izjemno kratkih orbiti.
Ta rezultat potrjuje obstoj novega razreda velikanskih planetov, ki so ga zaradi svoje velikosti in visoke temperature na površini označili za "zelo vroče Jupitre". So izredno blizu svojim gostiteljskim zvezdam in jih krožijo v manj kot 2 (zemeljskih) dneh.
Metoda tranzita za zaznavanje eksoplanetov bo za široko javnost "prikazana" 8. junija 2004, ko planet Venera preide pred sončni disk, prim. program VT-2004.
Odkrivanje drugih svetov
V zadnjem desetletju so astronomi izvedeli, da naš Osončje ni edinstven, saj je bilo z raziskavami radialne hitrosti odkritih več kot 120 velikanskih planetov, ki krožijo okoli drugih zvezd (prim. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 in ESO PR 03.03).
Vendar tehnika radialne hitrosti ni edino orodje za odkrivanje eksoplanetov. Ko planet preide pred svojo matično zvezdo (kot je videti z Zemlje), z našega pogleda prepreči majhen del svetlobe zvezde. Večji kot je planet glede na zvezdo, večji je delež svetlobe, ki je blokirana.
Ravno enak učinek je, ko Venera 8. junija 2004 prehaja skozi Sončni disk, prim. ESO PR 03/04 in spletno mesto programa VT-2004. V preteklih stoletjih so bili takšni dogodki uporabljeni za oceno razdalje Sonce in Zemlje, kar je bilo zelo koristno za astrofiziko in nebesno mehaniko.
Dandanes planetarni tranziti dobivajo vse večji pomen. Številne raziskave s pomočjo zvezdnih fotometričnih meritev s pomočjo zvezdnih fotometričnih meritev poskušajo najti šibke podpise drugih svetov in iščejo občasno zatemnitev zvezde, ko planet mineva pred njenim diskom.
Ena od teh, raziskava OGLE, je bila prvotno zasnovana za odkrivanje dogodkov mikrolesenja s spremljanjem svetlosti zelo velikega števila zvezd v rednih intervalih. V zadnjih štirih letih je vključeval tudi iskanje občasnih plitvih "padcev" svetlosti zvezd, ki jih povzroča redni tranzit majhnih orbitiranih objektov (majhne zvezde, rjavi palčki ali planeti velikosti Jupiter). OGLE-jeva ekipa je od takrat napovedala 137 "planetarnih tranzitnih kandidatov" iz njihove raziskave o približno 155.000 zvezdah na dveh poljih južnega neba, ena v smeri Galaktičnega centra, druga v ozvezdju Carina.
Reševanje narave tranzitov OGLE
Kandidate za tranzit OGLE smo zaznali po občasnem zmanjšanju svetlosti opazovanih zvezd za nekaj odstotkov. Polmer planeta velikosti Jupiter je približno 10-krat manjši od zvezde sončnega tipa [2], tj. Pokriva približno 1/100 površine te zvezde in tako blokira približno 1% zvezdne svetlobe med tranzit.
Vendar samo prisotnost tranzitnega dogodka ne razkriva narave tranzitnega telesa. To je zato, ker lahko zvezda z majhno maso ali rjav škrat, kot tudi spremenljiva svetlost binarnega sistema v ozadju, ki blesti v isti smeri, lahko povzročijo spremembe svetlosti, ki simulirajo tista, ki jih ustvari orbitanski orjak.
Narava prehodnega predmeta se lahko ugotovi z opazovanjem radialne hitrosti matične zvezde. Velikost nihanj hitrosti (amplituda) je neposredno povezana z maso spremljevalnega predmeta in zato omogoča razlikovanje med zvezdami in planeti kot vzrokom opaznosti svetlosti.
Na ta način se fotometrična tranzitna iskanja in meritve radialne hitrosti združijo in postanejo zelo močna tehnika za zaznavanje novih eksoplanetov. Poleg tega je še posebej koristno za razjasnitev njihovih značilnosti. Medtem ko zaznavanje planeta po metodi radialne hitrosti daje le nižjo oceno njegove mase, meritev tranzita omogoča določitev natančne mase, polmera in gostote planeta.
Nadaljnje opazovanje radialne hitrosti 137 OGLE tranzitnih kandidatov ni lahka naloga, saj zvezde sorazmerno blede (vizualne magnitude okoli 16). To je mogoče le z uporabo teleskopa v razredu 8-10 m z spektrografom visoke ločljivosti.
Narava dveh novih eksoplanetov
Evropska ekipa astronomov [1] je zato uporabila 8,2-metrski teleskop VLT Kueyen. Marca 2004 so v 8 polnoči spremljali 41 OGLE "najboljših tranzitnih kandidatnih zvezd". Izkoristili so od multipleksne zmogljivosti naprave za povezavo vlaken FLAMES / UVES, ki omogoča pridobivanje spektralnih spektrov z visoko ločljivostjo 8 predmetov hkrati in meritve zvezdnih hitrosti z natančnostjo približno 50 m / s.
Medtem ko se je velika večina tranzitnih kandidatov OGLE izkazala za binarne zvezde (večinoma majhne, hladne zvezde, ki tranzitirajo pred zvezdami sončnega tipa), sta bila dva predmeta, znana kot OGLE-TR-113 in OGLE-TR-132, ugotovili, da kažejo majhne razlike v hitrosti. Ko so bila združena vsa razpoložljiva opazovanja - variacije svetlobe, zvezdni spekter in spremembe radialne hitrosti, so astronomi lahko ugotovili, da imata za ti dve zvezdi prehodne predmete mase, združljive s tistimi iz velikanskega planeta, kot je Jupiter.
Zanimivo je, da sta bila oba nova planeta zaznana okoli precej oddaljenih zvezd v galaksiji Mlečna pot v smeri južne konstelacije Carina. Pri OGLE-TR-113 je matična zvezda tipa F (nekoliko bolj vroča in bolj masivna kot Sonce) in se nahaja na razdalji približno 6000 svetlobnih let. Planet v orbiti je približno 35% težji, njegov premer pa je 10% večji od Jupitra, največjega planeta v osončju. Na zvezdo kroži enkrat na 1,43 dni na razdalji le 3,4 milijona km (0,0228 AU). V osončju je živo srebro 17-krat bolj oddaljeno od Sonca. Površinska temperatura tega planeta, ki je tako kot Jupiter plinasti velikan, je ustrezno višja, verjetno nad 1800 ° C.
Razdalja do sistema OGLE-TR-132 je približno 1200 svetlobnih let. Ta planet je približno tako težek kot Jupiter in približno 15% večji (njegova velikost je še vedno nekoliko negotova). Orbita zvezda K-pritlikavec (hladnejša in manj masivna kot Sonce) enkrat na 1,69 dni na razdalji 4,6 milijona km (0,0306 AU). Tudi ta planet mora biti zelo vroč.
Nov razred eksoplanetov
Z predhodno najdenim planetnim tranzitnim objektom OGLE-TR-56 [3] dva nova objekta OGLE definirata nov razred eksoplanetov, ki ga še ne zaznajo trenutne raziskave radialne hitrosti: planeti z izjemno kratkimi obdobji in ustrezno majhnimi orbitami. Zdi se, da je porazdelitev orbitalnih obdobij za "vroče Jupitre", zaznana z meritvami radialne hitrosti, padla pod 3 dni, prej pa ni bil odkrit noben planet z orbitalnim obdobjem, krajšim od 2,5 dni.
Obstoj treh planetov OGLE zdaj kaže, da "zelo vroči Jupitri" obstajajo, čeprav so morda precej redki; verjetno približno en tak objekt na vsakih 2500 do 7000 zvezd. Astronomi so resnično zmedeni, kako planetarni predmeti uspejo končati v tako majhnih orbitah, tako blizu njihovih osrednjih zvezd.
V nasprotju z metodo radialne hitrosti, ki je odgovorna za veliko večino zaznav planetov okoli normalnih zvezd, kombinacija opazovanj tranzita in radialne hitrosti omogoča določitev prave mase, polmera in s tem srednje gostote teh planetov.
Velika pričakovanja
Dva nova objekta podvojita število eksoplanetov z znano maso in polmerom (trije objekti OGLE plus HD209458b, kar je bilo zaznano z meritvami radialne hitrosti, za katere pa je bil pozneje opažen fotometrični tranzit). Nove informacije o natančnih masah in polmerih so bistvene za razumevanje notranje fizike teh planetov.
Komplementarnost tehnik tranzita in radialne hitrosti zdaj odpira vrata k podrobnemu preučevanju resničnih značilnosti eksoplanetov. Vesoljska iskanja planetarnih tranzitov - kot na primer misije COROT in KEPLER - skupaj s spremljanjem opazovanja radialne hitrosti na tleh bodo v prihodnosti privedla do karakterizacije drugih svetov tako majhnih, kot je naša Zemlja.
Izvirni vir: ESO News Release
