Istraživački rad međunarodnog tima astronoma [2] pruža dobre argumente u korist, ali konačni odgovor čeka na daljnja zapažanja.
U nekoliko navrata tijekom proteklih godina, astronomske slike otkrivale su slabe predmete, viđene u blizini mnogo svjetlijih zvijezda. Smatralo se da su neki od njih u orbiti oko egzoplaneta, ali nakon daljnjeg proučavanja, niti jedan od njih nije mogao podnijeti pravi test. Neki su se pokazali slabi zvjezdani pratitelji, drugi su bili potpuno nepovezane pozadinske zvijezde. Ovaj može biti drugačiji.
U travnju ove godine, tim europskih i američkih astronoma uočio je blijedu i vrlo crvenu točku svjetla vrlo blizu (na kutnoj udaljenosti od 0,8 luka) smeđi-patuljasti objekt, označen kao 2MASSWJ1207334-393254. Također poznato kao "2M1207", ovo je "neuspjela zvijezda", tj. Tijelo premalo za velike procese nuklearne fuzije da bi se zapalilo u njenoj unutrašnjosti i sada proizvodi energiju kontrakcijom. Član je zvjezdane udruge TW Hydrae smještene na udaljenosti od oko 230 svjetlosnih godina. Otkriće je napravljeno pomoću NACO postrojenja [3] s adaptivnom optikom na 8,2-metarskom teleskopu VLT Yepun u Opservatoriju ESO Paranal (Čile).
Slab objekt je više od 100 puta slabiji od 2M1207, a njegov bliski infracrveni spektar dobiven je s velikim naporima u lipnju 2004. godine, NACO, na tehničkoj granici moćnog postrojenja. Ovaj spektar pokazuje potpis molekula vode i potvrđuje da objekt mora biti razmjerno malen i lagan.
Nijedno od dostupnih opažanja nije u suprotnosti s time da se može raditi o egzoplaneti u orbiti oko 2M1207. Uzimajući u obzir infracrvene boje i spektralne podatke, proračuni evolucijskog modela upućuju na planet mase 5 jupitara u orbiti oko 2M1207. Ipak, još ne dopuštaju jasnu odluku o stvarnoj prirodi ovog intrigantnog objekta. Stoga ga astronomi nazivaju „Giant Planet Candidate Companion (GPCC)“ [4].
Sada će se vršiti promatranja kako bi se utvrdilo je li kretanje na nebu GPCC kompatibilno s gibanjem planeta koji kruži oko 2M1207. To bi trebalo postati očito u roku od najviše 1-2 godine.
Samo mrlju svjetlosti
Od 1998. godine tim europskih i američkih astronoma [2] proučava okoliš mladih, obližnjih "zvjezdanih udruga", tj. Velikih konglomerata uglavnom mladih zvijezda i oblaka prašine i plina iz kojih su nedavno formirani.
Zvijezde u ovim udruženjima idealne su mete za izravno snimanje podsteljnih pratitelja (planeta ili smeđih patuljastih objekata). Vođa tima, astronom ESO-a Gael Chauvin napominje da su "bez obzira na njihovu prirodu, substellarni predmeti mnogo topliji i svjetliji kad su mladi - deseci milijuna godina - i stoga ih je lakše prepoznati od starijih objekata slične mase".
Tim se posebno fokusirao na proučavanje udruge TW Hydrae. Smještena je u smjeru zviježđa Hidre (Voda-zmija) duboko prema južnom nebu, na udaljenosti od oko 230 svjetlosnih godina. Za to su koristili postrojenje NACO [3] na 8,2-metarskom teleskopu VLT Yepun, jednom od četiri velikana teleskopa u ESO opservatoriju Paranal na sjeveru Čilea. Prilagodljiva optika instrumenta (AO) nadilazi distorziju induciranu atmosferskom turbulencijom, stvarajući izuzetno oštre slike blizu blizine infracrvene mreže. Senzor infracrvenog vala bio je bitna komponenta AO sustava za uspjeh ovih promatranja. Ovaj jedinstveni instrument osjeti deformaciju blizu infracrvene slike, tj. U području valne duljine gdje su predmeti poput 2M1207 (vidi dolje) mnogo svjetliji nego u vidljivom rasponu.
Udruga TW Hydrae sadrži zvijezdu s orbitiranom smeđim patuljastim pratiocem, otprilike 20 puta većom od mase Jupitera, i četiri zvijezde okružene prašnjavim protoplanetarnim diskovima. Smeđi patuljasti objekti su „propale zvijezde“, tj. Tijela premala da bi se nuklearni procesi zapalili u njihovoj unutrašnjosti i sada proizvode energiju kontrakcijom. Oni ne emitiraju gotovo nikakvu vidljivu svjetlost. Poput Sunca i divovskih planeta Sunčevog sustava sastavljeni su uglavnom od vodikovog plina, možda s vrtložnim oblačnim pojasevima.
Na nizu ekspozicija napravljenih pomoću različitih optičkih filtera, astronomi su otkrili sićušni crveni mrlje svjetlosti, samo 0,8 luka iz objekta smeđe-patuljastog udruženja TW Hydrae 2MASSWJ1207334-393254, ili samo „2M1207“, usp. PR fotografija 26a / 04. Slaba slika je više od 100 puta slađa od slike 2M1207. "Da su te slike dobivene bez adaptivne optike, taj se objekt ne bi vidio", kaže Gael Chauvin.
Christophe Dumas, još jedan član tima, oduševljen je: "Uzbuđenje kad ste vidjeli ovaj blijedi izvor svjetlosti u stvarnom vremenu na instrumentu, bilo je nevjerojatno. Iako je sigurno puno veći od objekta zemaljske veličine, čudan je osjećaj da je doista prvi planetarni sustav izvan našeg ikada zamišljenog. "
Exoplanet ili smeđi patuljak?
Kakva je priroda tog slabašnog predmeta [4]? Može li biti egzoplaneta u orbiti oko tog mladog smeđeg patuljastog objekta na projiciranoj udaljenosti od oko 8 250 000 km (otprilike dvostruko udaljenost između Sunca i Neptuna)?
"Ako je suputnik 2M1207 doista planet, ovo bi bio prvi put da je gravitacijski vezan egzoplanet snimljen oko zvijezde ili smeđeg patuljka", kaže Benjamin Zuckerman iz UCLA-a, član tima i također NASA-inog astrobiologije Institut.
Koristeći spektroskopiju visoke kutne razlučivosti s NACO postrojenjem, tim je potvrdio subtellarni status ovog objekta - koji se sada naziva "Giant Planet Candidate Companion (GPCC)" - identificirajući široke apsorpcije vodene vrpce u njegovoj atmosferi, usp. , PR fotografija 26b / 04.
Spektar mladog i vrućeg planeta - kao što GPCC možda izgleda - imat će snažne sličnosti sa starijim i masivnijim objektom, poput smeđeg patuljaka. Međutim, kad se ohladi nakon nekoliko desetaka milijuna godina, takav će objekt pokazati spektralne potpise ogromnog plinovitog planeta poput onoga u našem vlastitom Sunčevom sustavu.
Iako je spektar GPCC-a prilično "bučan" zbog njegove nejasnosti, tim mu je uspio dodijeliti spektralnu karakterizaciju koja isključuje moguće kontaminaciju ekstra-galaktičkim objektima ili hladnim zvijezdama kasnog tipa s nenormalnim infracrvenim viškom, smještenim izvan smeđi patuljak.
Nakon vrlo pažljivog proučavanja svih opcija, tim je utvrdio da, iako je to statistički vrlo malo vjerovatno, ne može se u potpunosti isključiti mogućnost da taj objekt bude stariji i masivniji, prednji plan ili pozadina, hladni smeđi patuljak. Povezana detaljna analiza dostupna je u rezultirajućem istraživačkom radu koji je prihvaćen za objavljivanje u europskom časopisu Astronomy & Astrophysics (vidi dolje).
Implikacije
Smeđi patuljak 2M1207 ima približno 25 puta veću masu Jupitera i tako je oko 42 puta lakši od Sunca. Kao član udruge TW Hydrae star je oko osam milijuna godina.
Budući da je naš Sunčev sustav star 4600 milijuna godina, ne postoji način da izravno izmjerimo kako su se Zemlji i drugim planetima formirali tijekom prvih desetina milijuna godina nakon formiranja Sunca. Ali, ako astronomi mogu proučiti blizinu mladih zvijezda koje su danas stare samo nekoliko desetaka milijuna godina, tada će, svjedočeći raznim planetarnim sustavima koji se sada formiraju, moći mnogo preciznije razumjeti naše vlastito daleko podrijetlo.
Anne-Marie Lagrange, članica tima iz Opservatorija Grenoble (Francuska), gleda u budućnost: „Naše otkriće predstavlja prvi korak ka otvaranju sasvim novog polja u astrofizici: snimanje i spektroskopsko proučavanje planetarnih sustava. Takva će istraživanja astronomima omogućiti da karakteriziraju fizičku strukturu i kemijski sastav planeta poput džinovskih i, na kraju, zemaljskih planeta. "
Daljnja zapažanja
Uzimajući u obzir infracrvene boje i spektralne podatke dostupne za GPCC, proračuni evolucijskog modela upućuju na planetu mase 5 jupitara, oko 55 puta udaljeniju od 2M1207 od Zemlje od Sunca (55 AU). Čini se da je površinska temperatura oko 10 puta vruća od Jupitera, oko 1000 ° C; to se lako objašnjava količinom energije koja se mora osloboditi tijekom trenutne brzine kontrakcije ovog mladog objekta (doista, mnogo stariji divovski planet Jupiter još uvijek proizvodi energiju u svojoj unutrašnjosti).
Astronomi će sada nastaviti sa svojim istraživanjima kako bi potvrdili ili demantirali jesu li u stvari otkrili egzoplanet. Tijekom sljedećih nekoliko godina, očekuju da će bez sumnje utvrditi je li objekt doista planeta u orbiti oko smeđeg patuljka 2M1207 promatrajući kako se dva objekta kreću kroz svemir i naučiti mogu li se kretati ili ne. Oni će također izmjeriti svjetlinu GPCC-a pri više valnih duljina i moguće je pokušati više spektralnih opažanja.
Nema sumnje da će budući programi za snimanje egzoplaneta oko obližnjih zvijezda, bilo sa tla s ekstremno velikim teleskopima opremljenim posebno dizajniranom adaptivnom optikom, bilo iz svemira sa posebnim teleskopom koji pronalaze planete, uvelike profitirati od trenutnih tehnoloških dostignuća.
Više informacija
Rezultati predstavljeni u ovom ESO-ovom priopćenju temelje se na istraživačkom radu („Gigantski kandidat za planetu u blizini mladog smeđeg patuljka“ G. Chauvina i dr.) Koji je prihvaćen za objavljivanje i uskoro će se pojaviti u vodećem istraživačkom časopisu “ Astronomija i astrofizika “. Pretisak je dostupan ovdje.
Bilješke
[1]: Ovo priopćenje za javnost istovremeno objavljuju ESO i CNRS (na francuskom).
[2]: Tim čine Gael Chauvin i Christophe Dumas (ESO-Čile), Anne-Marie Lagrange i Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoble, Francuska), Benjamin Zuckerman i Inseok Song (UCLA, Los Angeles, SAD), David Mouillet (LAOMP, Tarbes, Francuska) i Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, SAD). Američki članovi tima dijelom priznaju financiranje NASA-inog instituta za astrobiologiju.
[3]: NACO postrojenje (iz NAOS / Nasmyth Adaptive Optics System i CONICA / Near-infracrvenog tonera i spektrografa) na 8,2-metarskom VLT Yepun teleskopu na Paranalu nudi mogućnost izrade bliskih infracrvenih slika astronomskih objekata ograničenih na difrakciju. , Osjeća zračenje u ovom području valne duljine s dihroikom N90C10; 90 posto fluksa prenosi se na valoviti senzor, a 10 posto na infracrvenu kameru CONICA. Ovaj je mod osobito koristan za oštre snimke crvenih i zvjezdanih ili vrlo niskih masa zvjezdanih objekata. Adaptivni optički korektor (NAOS) sagradili su, prema ESO ugovoru, Ured National d'Etudes et de Recherches A? Rospatiales (ONERA), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG) i LESIA i GEPI laboratorije Observatoire de Pariz u Francuskoj, u suradnji s ESO. Fotoaparat CONICA, u skladu s ESO-ovim ugovorom, sagradio je Max-Planck-Institut za astronomiju (MPIA) (Heidelberg) i Max-Planck Institut za izvanzemaljsku fiziku (MPE) (Garching) u Njemačkoj, u suradnji s ESO.
[4]: Koja je razlika između malog smeđeg patuljaka i egzoplanete? Granica između ove dvije još uvijek se istražuje, ali čini se da se smeđi patuljasti objekt formira na isti način kao zvijezde, tj. Kontrakcijom u međuzvjezdanom oblaku, dok se planeti formiraju unutar stabilnih cirkularnih diskova putem sudara / akumulacije planetesimala ili diska nestabilnosti. To znači da se smeđi patuljci formiraju brže (manje od 1 milijuna godina) od planeta (~ 10 milijuna godina). Drugi način razdvajanja dviju vrsta objekata je po masi (jer se to također radi između smeđih patuljaka i zvijezda): (divovske) planete su lakše od oko 13 masa jupitara (kritična masa potrebna da se zapali deuterijska fuzija), smeđi patuljci teže su. Nažalost, prva se definicija ne može upotrijebiti u praksi, npr. Pri otkrivanju slabog pratilaca kao u ovom slučaju, jer zapažanja ne daju podatke o načinu na koji je objekt formiran. Suprotno tome, gornji kriterij mase koristan je u smislu da spektroskopija i astrometrija slabog objekta, zajedno s odgovarajućim evolucijskim modelima, mogu otkriti masu, a samim tim i prirodu objekta.
Izvorni izvor: ESO News Release
