Kreditna slika: ESO
Europski tim astronoma [1] najavljuje otkriće i proučavanje dvaju novih sunčevih planeta (egzoplaneta). Pripadaju objektima OGLE tranzita kandidata i mogu se detaljno okarakterizirati. To povećava broj egzoplaneta otkrivenih tranzitnom metodom; sada su poznata tri takva objekta.
Promatranja su provedena u ožujku 2004. s FLAMES multi-fiber spektrografom na 8,2-metarskom VLT Kueyen teleskopu u ESO Paranal Observatory (Čile). Omogućili su astronomima da izmjere točne radijalne brzine za četrdeset i jednu zvijezdu za koju je istraživanje OGLE utvrdilo privremeni „pad“ svjetline. Taj bi efekt mogao biti potpis tranzita ispred zvijezde planete u orbiti, ali može ga uzrokovati i mali zvjezdani pratitelj.
Za dvije zvijezde (OGLE-TR-113 i OGLE-TR-132), izmjerene promjene brzine otkrile su prisustvo planetarno-masenih pratilaca u ekstremno kratkotrajnim orbitama.
Ovaj rezultat potvrđuje postojanje nove klase džinovskih planeta, nazvane "vrlo vrućim Jupiterima" zbog svoje veličine i vrlo visoke površinske temperature. Oni su izuzetno bliski svojim zvijezdama domaćinama, a orbitiraju za njih za manje od 2 (zemaljska) dana.
Metoda tranzita za otkrivanje egzoplaneta širokoj će javnosti biti „demonstrirana“ 8. lipnja 2004., kada planet Venera prolazi ispred solarnog diska, usp. program VT-2004.
Otkrivanje drugih svjetova
Tijekom proteklog desetljeća astronomi su saznali da naš Sunčev sustav nije jedinstven, jer je više od 120 divovskih planeta u orbiti oko drugih zvijezda otkriveno radijalnim istraživanjima brzine (usp. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 i ESO PR 3/3).
Međutim, tehnika radijalne brzine nije jedini alat za otkrivanje egzoplaneta. Kad planeta prođe ispred svoje matične zvijezde (što se vidi sa Zemlje), ona blokira mali dio svjetlosti zvijezde iz našeg pogleda. Što je planet veći, u odnosu na zvijezdu, veći je dio svjetlosti koji je blokiran.
To je upravo isti efekt kada Venera prolazi Solarnim diskom 8. lipnja 2004., usp. ESO PR 03/04 i web stranica programa VT-2004. U prošlim su se stoljećima takvi događaji koristili za procjenu udaljenosti Sunca i Zemlje, s iznimno korisnim posljedicama za astrofiziku i nebesku mehaniku.
U današnje vrijeme, planetarni tranziti dobivaju na ponovnoj važnosti. Nekoliko istraživanja pokušava pronaći slabe potpise drugih svjetova, pomoću zvjezdanih fotometrijskih mjerenja, tražeći periodično zatamnjenje zvijezde dok planet prolazi ispred njenog diska.
Jedno od njih, istraživanje OGLE, izvorno je osmišljeno za otkrivanje događaja mikrolečenja praćenjem svjetline vrlo velikog broja zvijezda u pravilnim intervalima. U posljednje četiri godine, također uključuje potragu za povremenim plitkim „padovima“ svjetline zvijezda, uzrokovanih redovitim prolaskom malih objekata u orbiti (male zvijezde, smeđi patuljci ili planeta veličine Jupitera). OGLE tim je od tada najavio 137 „planetarnih tranzitnih kandidata“ iz njihovog istraživanja oko 155.000 zvijezda u dva polja južnog neba, jedno u smjeru Galaktičkog centra, a drugo unutar sazviježđa Carina.
Rješavanje prirode OGLE tranzita
OGLE tranzitni kandidati detektirani su prisutnošću periodičnog smanjenja svjetline nekoliko promatranih zvijezda od nekoliko posto. Polumjer planete veličine Jupitera oko 10 puta je manji od zvijezde solarnog tipa [2], tj. On pokriva oko 1/100 površine te zvijezde i stoga blokira oko 1% zvijezdane svjetlosti za vrijeme tranzit.
Međutim, sama prisutnost tranzitnog događaja ne otkriva prirodu tijela u tranzitu. To je zbog toga što je zvijezda male mase ili smeđi patuljak, kao i promjenjiva svjetlina binarnog sustava koji pomiče pozadinu u istom smjeru, mogu rezultirati varijacijama svjetline koje simuliraju one proizvedene na orbiti planeta divova.
Međutim, priroda tranzitnog objekta može se utvrditi opažanjem matične zvijezde radijalnom brzinom. Veličina varijacija brzine (amplituda) izravno je povezana s masom pratećeg objekta i stoga omogućuje razlikovanje između zvijezda i planeta kao uzroka opažanja svjetline.
Na taj se način fotometrijska tranzitna pretraživanja i mjerenja radijalne brzine kombiniraju kako bi postali vrlo moćna tehnika otkrivanja novih egzoplaneta. Štoviše, posebno je korisno za rasvjetljavanje njihovih karakteristika. Dok otkrivanje planeta metodom radijalne brzine daje samo nižu procjenu njegove mase, mjerenje tranzita omogućava utvrđivanje točne mase, radijusa i gustoće planeta.
Daljnja opažanja radijalne brzine za 137 OGLE tranzitnih kandidata nije lagan zadatak jer su zvijezde relativno blijede (vizualne veličine oko 16). To se može postići samo korištenjem teleskopa klase 8-10m sa spektrografom visoke rezolucije.
Priroda dviju novih egzoplaneta
Europski tim astronoma [1] iskoristio je, dakle, 8,2-metarski VLT Kueyen teleskop. U ožujku 2004. slijedili su 41 OGLE "zvijezde najboljih tranzitnih kandidata" tijekom 8 ponoći. Iskoristili su multipleksni kapacitet vlakna FLAMES / UVES koji omogućuje istovremeno dobivanje spektra visoke razlučivosti od 8 objekata i mjere zvjezdane brzine s točnošću od oko 50 m / s.
Dok se velika većina OGLE tranzitnih kandidata pokazala kao binarne zvijezde (uglavnom male, cool zvijezde koje prolaze ispred zvijezda solarnog tipa), dva objekta, poznata kao OGLE-TR-113 i OGLE-TR-132, bila su nađeno je da pokazuju male promjene brzine. Kada su sva raspoloživa promatranja - varijacije svjetlosti, zvjezdani spektar i promjene radijalne brzine - kombinirani, astronomi su mogli utvrditi da za ove dvije zvijezde tranzitni objekti imaju masu kompatibilnu s onima ogromnog planeta poput Jupitera.
Zanimljivo je da su oba nova planeta otkrivena oko prilično udaljenih zvijezda u galaksiji Mliječni put, u smjeru južnog zviježđa Carina. Za OGLE-TR-113 matična zvijezda je tipa F (malo toplija i masivnija od Sunca) i nalazi se na udaljenosti od oko 6000 svjetlosnih godina. Planet u orbiti je oko 35% teži i promjer mu je 10% veći od planete Jupitera, najvećeg planeta u Sunčevom sustavu. Orbitira oko zvijezde jednom svakih 1,43 dana na udaljenosti od samo 3,4 milijuna km (0,0228 AU). U Sunčevom sustavu Merkur je 17 puta udaljeniji od Sunca. Površinska temperatura tog planeta, koja je poput Jupitera plinoviti div, je odgovarajuće viša, vjerojatno iznad 1800 ° C.
Udaljenost od sustava OGLE-TR-132 iznosi oko 1200 svjetlosnih godina. Ovaj je planet težak poput Jupitera i oko 15% veći (njegova je veličina još uvijek neizvjesna). Orbituje patuljasta zvijezda K (hladnija i manje masivna od Sunca) jednom svakih 1,69 dana, na udaljenosti od 4,6 milijuna km (0,0306 AU). Također ovaj planet mora biti jako vruć.
Nova klasa egzoplaneta
Uz prethodno pronađeni planetarni tranzitni objekt OGLE-TR-56 [3], dva nova OGLE objekta definiraju novu klasu egzoplaneta, koja još uvijek nije otkrivena trenutnim istraživanjima radijalne brzine: planeti s ekstremno kratkim razdobljima i odgovarajuće male orbite. Čini se da je raspodjela orbitalnih razdoblja za "vruće Jupitere" otkrivena istraživanjima radijalne brzine ispod 3 dana, a ranije nije pronađen niti jedan planet s orbitalnim razdobljem kraćim od oko 2,5 dana.
Postojanje tri planeta OGLE sada pokazuje da "vrlo vrući Jupiteri" postoje, iako su mogući vrlo rijetki; vjerojatno o jednom takvom objektu na svakih 2500 do 7000 zvijezda. Astronomi su zbilja zbunjeni kako planetarni predmeti uspijevaju završiti u tako malim orbitama, tako blizu njihovih središnjih zvijezda.
Suprotno metodi radijalne brzine koja je odgovorna za veliku većinu detekcija planeta oko normalnih zvijezda, kombinacija promatranja tranzita i radijalne brzine omogućava utvrđivanje prave mase, polumjera, a time i srednje gustoće ovih planeta.
Velika očekivanja
Dva nova objekta udvostručuju broj egzoplaneta s poznatom masom i polumjerom (tri OGLE objekta plus HD209458b, što je otkriveno radiološkim istraživanjima brzine, ali za koje je kasnije uočen fotometrijski tranzit). Nove informacije o točnim masama i polumjerima su ključne za razumijevanje unutarnje fizike ovih planeta.
Komplementarnost tehnika tranzita i radijalne brzine sada otvara vrata detaljnom proučavanju pravih karakteristika egzoplaneta. Svemirska pretraživanja planetarnih tranzita - poput misija COROT i KEPLER - zajedno s praćenjem praćenja radijalne brzine na tlu u budućnosti će dovesti do karakterizacije malih svjetova kao što je naša Zemlja.
Izvorni izvor: ESO News Release
