Astronómovia zachytili prvý priamy obraz mladej obrovskej exoplanéty

Zarovnané: dlhý jasný pruh, 2 malé bodky, ďalší svetlý pruh so štítkami na čiernom pozadí.

Šípka tu ukazuje na hviezdu Beta Pictoris. Môžete tiež vidieť 2 z jeho planét, Beta Pictoris b (objavená v roku 2008) a Beta Pictoris C, teraz prvýkrát zachytené priamym zobrazovaním prístrojom GRAVITY na veľmi veľkom teleskope v Čile. Obrázok cez GRAVITY/ Axel M. Quetz/ grafické oddelenie MPIA/Vedecké upozornenie.


V roku 2008 astronómovia objavili exoplanétu obiehajúcu okolo mladej hviezdyBeta Pictoris. Planéta, plynový obr tzvBeta Pictoris nar, bolo zistené priamym zobrazovaním, čo je vzácny čin, pretože väčšina exoplanét je objavená nepriamymi metódami. Neskoršie štúdie naznačili pravdepodobnú prítomnosť aj druhej planéty,Beta Pictoris c. Ale toto nebolo také ľahké odfotiť ... doteraz. Vedci sExgravitáciatím na čele sMathias Nowakzo Selwyn College/ University of Cambridge, majúoznámilúspešné zobrazenie Beta Pictoris c, s niekoľkými prekvapeniami.

Vedci ich zverejnilirecenzovanývýsledkom sú dva nové články vAstronómia a astrofyzika, k dispozíciituatu.


Beta Pictoris je k nám v galaktickom meradle veľmi blízko, iba 63svetelné rokypreč. Je to veľmi mladá hviezda, odhaduje sa, že je asi 23 miliónov rokov stará, oveľa mladšia ako naše 4,6 miliardy rokov staré slnko. Predpokladá sa, že tieto dve planéty sú staré 18,5 milióna rokov a stále sú to len planétové deti. Keďže je hviezda taká mladá, stále je obklopená kotúčom plynu a prachu, podobného tomu, ktorý vytvorila naša vlastná slnečná sústava pred miliardami rokov.

2 obrázky so štítkami: vľavo prachový disk, vpravo diagram obežných dráh.

Poloha a obežné dráhy Beta Pictoris b a Beta Pictoris c. Obrázok prostredníctvom spolupráce GRAVITY/ Axel M. Quetz/ grafické oddelenie MPIA/Vedecké upozornenie.

Beta Pictoris c bola vypočítaná ako 8,2 -krát hmotnejšia ako Jupiter a obieha okolo svojej hviezdy každých 3,4 roka. Nič z toho nie je príliš neobvyklé, ale potom vedci zistili niečo zvláštne. Je skutočne slabý, šesťkrát slabší ako Beta Pictoris b, aj keď sú obe planéty podobnej veľkosti. Tak prečo ten rozdiel? Tím si myslí, že je to preto, že Beta Pictoris c je chladnejšia ako jej súrodenec, s odhadovanou teplotou 1 250 Kelvinov (1 791 stupňov Fahrenheita alebo 977 stupňov Celzia), v porovnaní s 1 724 K (2 644 F alebo 1 451 C) pre Beta Pictoris b. Prečo je jedna planéta oveľa chladnejšia ako druhá, zatiaľ nie je známe, ale môže to jednoducho súvisieť s tým, ako sa planéty formovali.

Ak formujúca sa planéta nemá jadro, ako vmodel formovania nestability disku- vznik planét rozpadom aprotoplanetárny disk- bude to teplejšie a jasnejšie. Ale ak má jadro, ako vjadrový akrečný model-viacstupňový formovací proces zahŕňajúci jadro ťažkých prvkov, ktoré sa tvorí, keď sa malé tuhé zrná prachu a námrazy zrážajú zrážkami do väčších častíc-potom bude tmavšie a chladnejšie. Vedci si myslia, že Beta Pictoris c je tvorená jadrovou akreciou, zatiaľ čo Beta Pictoris b môže byť tvorená nestabilitou disku. Beta Pictoris c je bližšie k hviezde, ktorá tiež vyhovuje jadrovému akrečnému modelu. Zdruhý papier:




Navrhujeme, aby tento zdanlivý rozpor bol znakom narastania horúceho jadra, napríklad v dôsledku hmotnosti planetárneho jadra alebo existencie vysokoteplotného akrečného šoku počas formovania.

Presná hmotnosť Beta Pictoris b však ešte nie je známa, takže vedci nevedia s istotou povedať, ako sa vytvorila. Je to ďalej od hviezdy, čo by viac zodpovedalo modelu nestability disku. Jeho hmotnosť sa dá určiť pomocoumetóda radiálnej rýchlosti- kde gravitácia planéty spôsobuje, že sa jej hviezda mierne chveje - ale vedci budú musieť byť trpezliví, pretože na dokončenie jednej obežnej dráhy potrebuje planéta 28 pozemských rokov.

Veľká planéta v popredí a druhá planéta a hviezda za ňou, s prachovým diskom a ďalšími hviezdami v pozadí.

Umelecký koncept Beta Pictoris b (v popredí) a Beta Pictoris c (v pozadí). Obrázok cez Pascal Rubini/ A-M Lagrange/Wikipedia.

Doteraz získané výsledky však stále poskytujú zásadný pohľad na proces formovania takýchto svetov.Paul Mollierez Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) povedal:


Predtým sme použili GRAVITY na získanie spektier iných priamo zobrazených exoplanét, ktoré samy o sebe už obsahovali náznaky ich procesu tvorby. Toto meranie jasu Beta Pictoris c v kombinácii s jeho hmotnosťou je obzvlášť dôležitým krokom k obmedzeniu modelov našej tvorby planét.

Na obrázok Beta Pictoris c,Gravitačná spoluprácavedci použiliGRAVITÁCIAprístroj na interferometri veľmi veľkého teleskopu (VLTI) v Čile. Táto technika kombinovala svetlo prichádzajúce zo všetkých štyroch teleskopov. Planéta bola najskôr detekovaná radiálnou rýchlosťou, ktorá meria ťah a ťah materskej hviezdy v dôsledku obežnej dráhy planéty. GRAVITY bola neskôr schopná planétu vizuálne potvrdiť, čím sa Beta Pictoris c stala prvou exoplanétou, ktorá bola detegovaná a potvrdená oboma metódami. Nowak povedal v avyhlásenie:

To znamená, že teraz môžeme získať jas aj hmotnosť tejto exoplanéty. Všeobecne platí, že čím je planéta hmotnejšia, tým je žiarivejšia.

Dva pestrofarebné podlhovasté objekty lemované kruhmi a bodkami medzi nimi a štítky na tmavomodrom pozadí.

Priamy obrázok Beta Pictoris b (biela bodka), prvej exoplanéty vyfotografovanej okolo Beta Pictoris už v roku 2008. Obrázok cez ESO/ A-M. Lagrange a kol./Obloha a teleskop.


Sylvestre Lacour, vedúci pozorovacieho programu ExoGRAVITY, dodal:

Toto je prvé priame potvrdenie planéty detegovanej metódou radiálnej rýchlosti.

Objavenie a potvrdenie tohto mladého sveta je fantastickým úspechom. AkoFrank Eisenhauer, vedúci vedec projektu GRAVITY v Inštitúte Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku (MPE), poznamenal:

Je úžasné, akú úroveň podrobností a citlivosti dokážeme dosiahnuť pomocou GRAVITY. Práve začíname skúmať úžasné nové svety, od supermasívnej čiernej diery v strede našej galaxie po planéty mimo slnečnej sústavy.

Ďalej chcú astronómovia zabraťspektráBeta Pictoris c, aby zistili, z čoho sa skladá jeho atmosféra. To by tiež malo poskytnúť ďalšie stopy o tom, ako sa planéta formovala.

Tmavovlasý muž v rolákovom svetri s počítačom za chrbtom.

Mathias Nowak z Selwyn College/University of Cambridge, ktorý viedol tím ExoGRAVITY a je hlavným autorom prvého príspevku. Obrázok prostredníctvomFacebook.

Keďže obe planéty sú také mladé a namiesto skalných svetov sú plynovými obrami, je veľmi nepravdepodobné, že by mohli podporovať život. Dozvedieť sa o nich viac však napriek tomu pomôže vedcom porozumieť tomu, ako sa v našej galaxii vytvárajú rôzne druhy planét.

Zrátané a podčiarknuté: Astronómovia prvýkrát získali priame snímky mladej exoplanéty Beta Pictoris c.

Zdroj: Odhalenie systému B Pictoris, spájanie údajov s vysokým kontrastom, interferometrickými a radiálnymi rýchlosťami

Zdroj: Priame potvrdenie planéty s radiálnou rýchlosťou B Pictoris c

Prostredníctvom Vedeckého upozornenia

Prostredníctvom Inštitútu Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku