Sveiki atvykę į naujausią „Exoplanet“ medžioklės metodų serijos dalį. Šiandien mes pradedame nuo labai sunkaus, bet labai perspektyvaus metodo, žinomo kaip „Direct Imaging“.
Per pastaruosius kelis dešimtmečius planetų, atrastų už mūsų Saulės sistemos, skaičius nepaprastai išaugo. Nuo 2018 m. Spalio 4 d. 2887 planetų sistemose iš viso buvo patvirtintos 3869 egzoplanetos, 638 sistemose - kelios planetos. Deja, dėl suvaržymų astronomai buvo priversti kovoti, didžioji jų dalis buvo aptikta naudojant netiesioginius metodus.
Iki šiol tik keletas planetų buvo aptiktos vaizduojamos, kai jos orbitavo savo žvaigždes (dar žinomos kaip „Direct Imaging“). Šis metodas, nors ir sudėtingas, palyginti su netiesioginiais metodais, yra perspektyviausias, kai reikia apibūdinti egzoplanetų atmosferą. Iki šiol buvo patvirtinta 100 planetų 82 planetų sistemose naudojant šį metodą, ir tikimasi, kad artimiausiu metu bus rasta dar daugiau.
Apibūdinimas:
Kaip rodo pavadinimas, tiesioginį vaizdavimą sudaro egzoplanetų vaizdų fiksavimas tiesiogiai, tai įmanoma ieškant šviesos, atspindimos iš planetos atmosferos infraraudonųjų bangų ilgiuose. Taip yra todėl, kad esant infraraudonųjų spindulių bangos ilgiui žvaigždė greičiausiai bus maždaug 1 milijoną kartų ryškesnė už šviesą atspindinčią planetą, o ne milijardą kartų (tai dažniausiai nutinka regimojo bangos ilgio atveju).
Vienas iš akivaizdžiausių tiesioginio vaizdo pranašumų yra tas, kad jis yra mažiau linkęs į klaidingus teiginius. Nors tranzito metodas yra linkęs į klaidingus teigiamus rezultatus iki 40% atvejų, susijusių su vienos planetos sistema (kai reikia atlikti tolesnius stebėjimus), planetas, aptiktas naudojant radialinio greičio metodą, reikia patvirtinti (taigi kodėl jis paprastai yra suporuotas su tranzito metodu) . Priešingai, tiesioginis vaizdinimas leidžia astronomams iš tikrųjų pamatyti jų ieškomas planetas.
Nors galimybės naudoti šį metodą yra retos, visur, kur galima atlikti tiesioginį aptikimą, jis gali suteikti mokslininkams vertingos informacijos apie planetą. Pavyzdžiui, ištyrę iš planetos atmosferos atspindėtus spektrus, astronomai gali gauti gyvybiškai svarbios informacijos apie jos sudėtį. Ši informacija yra esminė egzoplanetos apibūdinimui ir nustatant, ar ji yra potencialiai tinkama gyventi.
„Fomalhaut b“ atveju šis metodas leido astronomams sužinoti daugiau apie planetos sąveiką su žvaigždės protoplanetiniu disku, nustatyti apribojimus planetos masėje ir patvirtinti, kad yra masyvi žiedų sistema. HR 8799 atveju infraraudonosios spinduliuotės kiekis, atspindėtas iš egzoplanetos atmosferos (kartu su planetų formavimosi modeliais), sudarė apytikslį planetos masės įvertinimą.
Tiesioginis vaizdavimas geriausiai tinka planetoms, kurių orbita yra plati ir yra ypač masyvi (pvz., Dujų milžinams). Tai taip pat labai naudinga aptikti „priešais“ esančias planetas, ty jos nejuda prieš žvaigždę stebėtojo atžvilgiu. Tai leidžia padidinti radialinį greitį, o tai yra efektyviausia aptikant „briaunos“ esančias planetas, kai planetos kerta savo žvaigždę.
Palyginti su kitais metodais, tiesioginį vaizdavimą yra gana sunku, nes žvaigždę veikia neaiškus efektas. Kitaip tariant, labai sunku nustatyti, kokia šviesa atsispindi iš planetos atmosferos, kai jos pagrindinė žvaigždė yra daug ryškesnė. Dėl šios priežasties tiesioginio vaizdo gavimo galimybės, naudojant dabartines technologijas, yra labai retos.
Didžioji dalis planetų gali būti aptinkamos šiuo metodu tik tada, kai jos orbita skrieja dideliu atstumu nuo savo žvaigždžių arba yra ypač masyvios. Tai daro labai ribotą, kai reikia ieškoti antžeminių (dar žinomų kaip „į žemę“) planetų, kurios skrieja arčiau jų žvaigždžių (t. Y. Jų žvaigždės gyvenamojoje zonoje). Todėl šis metodas nėra ypač naudingas ieškant potencialiai tinkamų egzoplanetų.
Tiesioginių vaizdinių tyrimų pavyzdžiai:
Pirmasis egzoplanetų aptikimas, atliktas naudojant šią techniką, įvyko 2004 m. Liepą, kai grupė astronomų pasinaudojo Europos pietų observatorijos (ESO) labai dideliu teleskopų masyvu (VLTA), kad atvaizduotų planetą, kelis kartus didesnę už Jupiterio masę, arti 2M1207. rudasis nykštukas, esantis maždaug 200 šviesmečių atstumu nuo Žemės.
2005 m. Kiti stebėjimai patvirtino šios egzoplanetos orbitą aplink 2M1207. Tačiau kai kurie liko skeptiški, kad tai buvo pirmasis „tiesioginio vaizdavimo“ atvejis, nes mažą rudosios nykštukės ryškumą paskatino aptikti planeta. Be to, kadangi jis skrieja aplink rudąją nykštukę, kai kurie pradėjo ginčyti, kad dujų milžinas nėra tinkama planeta.
2008 m. Rugsėjo mėn. Objektas buvo nufotografuotas su 330 AU atskyrimu aplink jo pagrindinę žvaigždę 1RXS J160929.1? 210524, kuri yra 470 šviesmečių atstumu Skorpijaus žvaigždyne. Tačiau tik 2010 m. Buvo patvirtinta, kad ji yra planeta ir žvaigždės palydovė.
2008 m. Lapkričio 13 d. Astronomų komanda paskelbė, kad naudodami Hablo kosminį teleskopą jie užfiksavo egzoplanetos, skriejančios aplink žvaigždę Fomalhaut, vaizdus. Atradimas buvo įmanomas dėl storo dujų ir dulkių disko, supančio Fomalhautą, ir aštraus vidinio krašto, kuris rodo, kad planeta iš savo kelio išvalė šiukšles.
Tolesni stebėjimai naudojant Hablo padarytus disko vaizdus leido astronomams nustatyti planetą. Kitas prisidedantis veiksnys yra tai, kad šią planetą, kuri yra dvigubai didesnė už Jupiterio masę, supa žiedų sistema, kelis kartus storesnė už Saturno žiedus, todėl planeta vizualiai apšvietė gana ryškiai.
Tą pačią dieną astronomai, besinaudojantys teleskopu iš Kecko ir Dvynių observatorijos, paskelbė, kad pavaizdavo 3 planetas, skriejančias aplink HR 8799. Šios planetos, kurių masė 10, 10 ir 7 kartus didesnė už Jupiterio, buvo aptiktos infraraudonųjų spindulių spinduliuote. bangos ilgiai. Tai buvo priskirta tam, kad HR 8799 yra jauna žvaigždė ir, manoma, kad aplink ją esančios planetos vis dar išlaiko dalį savo formavimosi šilumos.
2009 m. Atlikta vaizdų, datuotų 2003 m., Analizė parodė, kad egzistuoja planeta, skriejanti aplink Beta Pictoris. 2012 metais astronomai, naudojantys „Subaru“ teleskopą „Mauna Kea“ observatorijoje, paskelbė vaizduojantys „Super-Jupiterį“ (su 12,8 Jupiterio masių), skriejantį aplink žvaigždę Kappa Andromedae maždaug 55 AU atstumu (beveik dvigubai daugiau nei Neptūnas atstumu nuo Saulė).
Bėgant metams buvo rasta kitų kandidatų, tačiau iki šiol jie liko nepatvirtinti kaip planetos ir galėtų būti rudieji nykštukai. Iš viso 100 egzoplanetų buvo patvirtinta naudojant tiesioginio vaizdavimo metodą (maždaug 0,3% visų patvirtintų egzoplanetų), o didžioji dauguma buvo dujų milžinai, kurie orbitavo dideliais atstumais nuo savo žvaigždžių.
Tačiau tikimasi, kad artimiausiu metu tai pasikeis, kai taps prieinami naujos kartos teleskopai ir kitos technologijos. Tai apima antžeminius teleskopus, turinčius adaptyviąją optiką, pavyzdžiui, trisdešimties metrų teleskopą (TMT) ir „Magellan“ teleskopą (GMT). Jie taip pat apima teleskopus, kurie priklauso nuo koronografijos (pvz., Džeimso Webbo kosminis teleskopas (JWST)), kai teleskopo viduje esantis prietaisas yra naudojamas blokuoti žvaigždės šviesą.
Kitas plėtojamas metodas yra žinomas kaip „žvaigždžių atspalvis“ - prietaisas, skirtas užkirsti kelią žvaigždės šviesai, kol ji net nepatenka į teleskopą. Kosminiam teleskopui, ieškančiam egzoplanetų, žvaigždžių gaubtas būtų atskiras erdvėlaivis, skirtas atsidurti tinkamu atstumu ir kampu, kad blokuotų žvaigždės spindulį nuo žvaigždės, kurią stebėjo astronomai.
Žurnale „Space Magazine“ turime daug įdomių straipsnių apie egzoplanetų medžioklę. Štai kas yra tranzito metodas ?, Kas yra radialinio greičio metodas ?, Kas yra gravitacinis mikrotraukimo metodas ?, ir Keplerio visata: daugiau mūsų galaktikos planetų nei žvaigždžių.
Astronomijos aktoriai taip pat turi keletą įdomių epizodų šia tema. Štai 367 epizodas: „Spitzer“ daro egzoplanetas ir 512 epizodas: tiesioginis egzoplanetų vaizdavimas.
Norėdami gauti daugiau informacijos, būtinai apsilankykite NASA puslapyje „Exoplanet Exploration“, „Planetary Society“ puslapyje „Extrasolar Planet“ ir NASA / „Caltech Exoplanet Archive“.
Šaltiniai:
- NASA - penki egzoplanetos paieškos būdai: tiesioginis įsivaizdavimas
- Vikipedija - egzoplanetų aptikimo metodai: tiesioginis vaizdavimas
- Planetų visuomenė - tiesioginis vaizdų kūrimas
- „Las Cumbres“ observatorija - tiesioginis vaizdavimas
