Ми виявили тисячі екзопланет, але здебільшого ніхто їх ніколи не бачив. Насправді це лише дані та графіки криві світла . Зображення екзопланет, які ви бачите тут на Universe Today та інших космічних веб-сайтах, є творіннями дуже кваліфікованих ілюстраторів, рівними частинами даних і ліцензією на творчу діяльність. Але це починає змінюватися.
Європейська південна обсерваторія Дуже великий телескоп (VLT) зробив зображення двох екзопланет, що обертаються навколо молодої, схожої на Сонце зірки.
Ці зображення є частиною дослідження під назвою « Дві гігантські планети з прямим зображенням на широкій орбіті навколо молодих, сонячний аналог TYC 8998-760-1 ». Провідний автор – Олександр Бон, аспірант Лейденського університету в Нідерландах. Дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal Letters.
Зірка називається TYC 8998-760-1. Це приблизно 300 світлових років від нас, і хоча воно схоже на наше Сонце, воно молодше; лише 17 мільйонів років. Це означає, що в чомусь, принаймні, це нагадує нашу Сонячну систему в її молоді дні.
Ця діаграма показує розташування системи TYC 8998-760-1. Ця карта показує більшість зірок, видимих неозброєним оком за хороших умов, а сама система позначена червоним колом. Автор зображення: ESO
«Нашій команді вдалося зробити перше зображення двох газових гігантів, які обертаються навколо молодого сонячного аналога», — сказала співавтор Маддалена Реджані в прес-реліз . Провідний автор дослідження Бон додав: «Це відкриття є знімком середовища, яке дуже схоже на нашу Сонячну систему, але на набагато більш ранній стадії її еволюції».
Фактичні зображення екзопланет дуже рідкісні, і це лише третє зображення двох екзопланет, що обертаються навколо своєї зірки, і перше зображення двох, що обертаються навколо зірки, схожої на Сонце. Крім того, що ці зображення будуть рідкістю, вони будуть мати все більшу наукову важливість. «Незважаючи на те, що астрономи опосередковано виявили тисячі планет у нашій галактиці, лише крихітна частина цих екзопланет була безпосередньо зображена», – сказав співавтор Метью Кенуорті, доцент Лейденського університету. Він додав, що «прямі спостереження важливі для пошуку середовища, яке може підтримувати життя».
Чи можуть ці дві планети підтримувати життя? Не схоже.
Обидві ці планети є гігантами, і вони обертаються навколо своєї зірки на відстанях 160 і 320 а.о. Ці планети набагато далі від своєї зірки, ніж Юпітер і Сатурн від нашого Сонця. Обидва також масивніші, ніж Юпітер і Сатурн, причому ближчий має 14 мас Юпітера, а інший — шість мас Юпітера. Імовірно, є більші шанси знайти придатні для життя умови на будь-яких супутниках, які можуть бути у цих двох, подібно до деяких супутників Юпітера в нашій системі.
На зображеннях зірка-господар знаходиться у верхньому лівому куті, а два газових гіганта утворюють лінію вниз і зліва. Білі стрілки позначають планети. Зробивши кілька зображень системи в різний час, вони змогли виключити, які точки були фоновими зірками, а які планетами.
Це зображення, зроблене інструментом SPHERE на дуже великому телескопі ESO, показує зірку TYC 8998-760-1 у супроводі двох гігантських екзопланет, TYC 8998-760-1b і TYC 8998-760-1c. Це перший випадок, коли астрономи безпосередньо спостерігали більше ніж одну планету, яка обертається навколо зірки, схожої на Сонце. Авторство зображення: ESO/Bohn et al, 2020.
VLT від ESO допоміг зробити це відкриття за допомогою спеціального інструменту під назвою СФЕРА , або спектрально-поляриметричний висококонтрастний інструмент Exoplanet REsearch. Пряме зображення екзопланет надзвичайно складне, але саме для цього була розроблена і побудована SPHERE. Зазвичай яскраве світло від зірки ускладнює розгляд тьмяних планет, які обертаються навколо неї, але коронограф SPHERE робить це можливим.
А майбутні телескопи будуть ще краще знімати екзопланети. ESO Надзвичайно великий телескоп (ELT) має побачити вперше в 2025 році і буде навіть потужнішим, ніж VLT.
З цих зображень команда дізналася кілька речей про ці планети. Вони вважають, що кругові орбіти відносно стабільні, але на більш тривалих часових масштабах панує хаос. Це дещо розповідає їм про те, як вони сформувалися, і чи можуть бути в системі інші, поки невидимі, планети. У своїй роботі вони пишуть: «Ми показуємо, що кругові орбіти стабільні, але помірно ексцентричні орбіти для будь-якого/обох компонентів (І> 0,1) є хаотичними на гігарокових часових шкалах, що означають формування in situ або дуже специфічне викидання невидимим третім супутником».
Майбутні спостереження за допомогою ELT або інших установок повинні підтвердити виключення присутності інших планет.
«Можливість того, що майбутні інструменти, такі як ті, що доступні в ELT, зможуть виявляти планети навіть з меншою масою навколо цієї зірки, знаменує собою важливу віху в розумінні багатопланетних систем з потенційними наслідками для історії нашої Сонячної системи. », – сказав провідний автор Бон.
Наголошуючи на цьому, автори пишуть у своїй статті, що «Ці багатопланетні системи є інтригуючими лабораторіями для вивчення динамічних взаємодій і подій розсіювання між кількома супутниками планетарної маси, що має вирішальне значення для розуміння формування та динамічної еволюції планетних систем».
Цей малюнок з дослідження показує молоду, схожу на Сонце зірку та дві її екзопланети-супутники. Хоча такі зображення не настільки переконливі, як ілюстрації деяких художників, які покликані захопити уяву, такі зображення багаті даними. Кожна з шести панелей – це зображення зірки та її планет із різними скороченнями даних. У нижньому лівому куті кожного зображення, всередині окремого поля, знаходиться некоронографічний потік PSF ( Функція розповсюдження точок ), що розповідає астрономам про використовувану фільтрацію. Це досить складно для ненауковців, тому професійні ілюстратори часто використовуються, щоб допомогти людям зрозуміти подібні відкриття. Авторство зображення: Bohn et al, 2020.
Ця система дозріла для подальшого вивчення. У своїй роботі автори пишуть, що ця система є «простою системою для подальшого вивчення динамічних та хімічних властивостей двох однолітка , гравітаційно зв’язані, газові планети-гіганти».
Але щоб більше зрозуміти, як вони могли сформуватися, і, відповідно, дізнатися щось про те, як сформувалася наша власна Сонячна система, дослідникам потрібно краще обмежити орбіти двох планет. «Безперервно астрометричний моніторинг обмежить орбітальні рішення для обох супутників і, таким чином, дозволить перевірити сценарії потенційного формування».
Потужний інструмент SPHERE зробив ці зображення можливими. Але навіть SPHERE має свої обмеження. Його коронограф здатний блокувати яскраве світло зірки і робити видимими тьмяні планети. На жаль, це працює лише в молодших сонячних системах, таких як ця. У таких, як наша, планети занадто прохолодні, щоб їх можна було побачити. Молоді планети в цій системі гарячіші, і тому вони яскравіші в інфрачервоному діапазоні, що робить їх видимими.
Більше:
- Прес-реліз: Перше в історії зображення багатопланетної системи навколо зірки, схожої на Сонце, зроблене телескопом ESO
- Науково-дослідна робота: Дві гігантські планети з прямим зображенням на широкій орбіті навколо молодих, сонячний аналог TYC 8998-760-1
- Всесвіт сьогодні: Астрономи знайшли комбінацію зірка/екзопланета, яка є найкращим близнюком для Сонця/Землі