Tarptautinės astronomų grupės tyrimas [2] pateikia pagrįstus argumentus, tačiau galutinio atsakymo laukiama tolesnių pastabų.
Keletą kartų per pastaruosius metus astronominiai vaizdai atskleidė silpnus objektus, matytus šalia daug ryškesnių žvaigždžių. Manoma, kad kai kurie iš jų skrieja aplink egzoplanetas, tačiau atlikus papildomus tyrimus nė vienas iš jų negalėjo atlaikyti tikrojo išbandymo. Kai kurie pasirodė esantys silpni žvaigždžių kompanionai, kiti - visiškai nesusiję foninės žvaigždės. Tai gali būti kitaip.
Šių metų balandį Europos ir Amerikos astronomų komanda aptiko silpną ir labai raudoną šviesos tašką labai arti (0,8 arkos kampo atstumu) rudosios nykštukinės spalvos objektą, žymimą 2MASSWJ1207334-393254. Taip pat žinomas kaip „2M1207“, tai yra „žlugusi žvaigždė“, t. Y. Kūnas, per mažas pagrindiniams branduolių sintezės procesams, kad užsidegtų jo viduje ir dabar gamintų energiją susitraukdamas. Tai yra žvaigždžių asociacijos „TW Hydrae“, esančios maždaug 230 šviesmečių atstumu, narė. Šis atradimas buvo atliktas naudojant adaptyviosios optikos palaikomą NACO įrenginį [3] 8,2 m ilgio „VLT Yepun“ teleskopu ESO Paranal observatorijoje (Čilė).
Neįmanomas objektas yra daugiau nei 100 kartų silpnesnis nei 2M1207, o jo artimojo infraraudonųjų spindulių spektrą 2004 m. Birželio mėn., Nepaisant galingo įrenginio techninės ribos, NACO išgavo labai stengdamasis. Šis spektras rodo vandens molekulių parašus ir patvirtina, kad objektas turi būti palyginti mažas ir lengvas.
Nė vienas iš turimų stebėjimų nepaneigia, kad tai gali būti egzoplaneta, esanti orbitoje aplink 2M1207. Atsižvelgiant į infraraudonųjų spindulių spalvas ir spektrinius duomenis, evoliucinio modelio skaičiavimai rodo, kad orbitoje maždaug 2M1207 yra 5 jupiterių masės planeta. Vis dėlto jie dar neleidžia aiškiai nuspręsti, kokia yra tikroji šio intriguojančio objekto prigimtis. Taigi astronomai vadina tai „Giant Planet Candidate Companion (GPCC)“ [4].
Dabar bus stebima, ar GPCC danguje judesys yra suderinamas su planetos, skriejančios aplink 2M1207, judėjimu. Tai turėtų paaiškėti ne vėliau kaip per 1–2 metus.
Tiesiog šviesos lazdelė
Nuo 1998 m. Europos ir Amerikos astronomų komanda [2] tiria jaunų, netoliese esančių „žvaigždžių asociacijų“, t. Y. Didelių, daugiausia jaunų žvaigždžių, konglomeratų ir dulkių bei dujų debesų, iš kurių jie neseniai buvo suformuoti, aplinką.
Šių asociacijų žvaigždės yra idealūs taikiniai tiesioginiam požvaigždinių palydovų (planetų ar rudųjų nykštukinių objektų) vaizdavimui. Komandos vadovas, ESO astronomas Gaelis Chauvinas pažymi, kad „nesvarbu, koks jų pobūdis, požvaigždiniai objektai yra daug šiltesni ir ryškesni, kai jauni - dešimtys milijonų metų - ir todėl juos galima lengviau aptikti nei senesnius panašios masės objektus“.
Komanda ypač daug dėmesio skyrė „TW Hydrae Association“ tyrimams. Jis yra hidros (Vandens gyvatė) žvaigždyno kryptimi giliai pietiniame danguje, maždaug 230 šviesmečių atstumu. Tam jie panaudojo NACO įrenginį [3] 8,2 m ilgio „VLT Yepun“ teleskopu - vienu iš keturių milžiniškų teleskopų ESO Paranal observatorijoje šiaurinėje Čilėje. Prietaiso adaptyvioji optika (AO) pašalina iškraipymus, kuriuos sukelia atmosferos turbulencija, sukurdami ypač aštrius vaizdus iš infraraudonųjų spindulių. Infraraudonųjų spindulių bangos jutiklis buvo svarbus AO sistemos komponentas siekiant šių stebėjimų sėkmės. Šis unikalus instrumentas jaučia artimojo infraraudonųjų spindulių vaizdo deformaciją, t. Y. Bangos ilgio srityje, kur tokie objektai kaip 2M1207 (žr. Žemiau) yra daug ryškesni nei matomame diapazone.
„TW Hydrae“ asociacijoje yra žvaigždė su orbitoje besisukančiu rudųjų nykštukių palydovu, maždaug 20 kartų didesnė už Jupiterio masę, ir keturios žvaigždės, apsuptos dulkėtų pirmųjų planetų diskų. Rudoji nykštukė yra „žlugusios žvaigždės“, t. Y. Kūnai, per maži, kad branduoliniai procesai galėtų užsidegti jų viduje ir dabar gamintų energiją susitraukdami. Jie beveik neišskiria matomos šviesos. Kaip ir Saulė, ir Saulės sistemos milžiniškos planetos, jas daugiausia sudaro vandenilio dujos, galbūt su besisukančiais debesies diržais.
Ekspozicijų, padarytų per skirtingus optinius filtrus, serijoje astronomai aptiko mažą raudoną šviesos tašką, tik 0,8 arko sekunde iš TW Hydrae Association rudojo nykštukinio objekto 2MASSWJ1207334-393254 arba tiesiog „2M1207“, plg. PR nuotrauka 26a / 04. Silpnas vaizdas yra daugiau nei 100 kartų blankesnis nei 2M1207. „Jei šie vaizdai būtų gauti be adaptyviosios optikos, to objekto nebūtų buvę matyti“, - sako Gaelis Chauvinas.
Kitas komandos narys Christophe'as Dumas yra entuziastingas: „Nepaprastai malonu pamatyti šį silpną šviesos šaltinį realiuoju laiku prietaisų ekrane. Nors jis tikrai yra daug didesnis nei antžeminio dydžio objektas, keistas jausmas, kad tai iš tikrųjų gali būti pirmoji planetų sistema, anapus mūsų pačių kada nors atvaizduojamo. “
Egzoplanetas ar rudasis nykštukas?
Kokia šio silpno objekto prigimtis [4]? Ar tai gali būti egzoplaneta orbitoje aplink tą jauną rudosios nykštukės objektą, kurio numatomas atstumas yra apie 8 250 mln. Km (maždaug dvigubai didesnis nei atstumas tarp Saulės ir Neptūno)?
„Jei 2M1207 kompanionas kandidatas iš tikrųjų yra planeta, tai būtų pirmas kartas, kai aplink žvaigždę ar rudą nykštuką būtų pavaizduota gravitaciniu atžvilgiu susieta egzoplanetė“, - sako Benjaminas Zuckermanas iš UCLA, komandos narys ir NASA Astrobiologija. Institutas.
Naudodama didelio kampo skyros spektroskopiją su NACO įrenginiu, komanda patvirtino pogrupio šio objekto būseną - dabar vadinamą „Milžiniškojo planetos kandidato kompanionu (GPCC)“ -, nustatydama plačią vandens juostos absorbciją atmosferoje, plg. . PR nuotrauka 26b / 04.
Jaunos ir karštos planetos spektras - koks gali būti ir GPCC - turės daug panašumų su senesniu ir masyvesniu objektu, pavyzdžiui, ruda nykštukė. Tačiau kai po kelių dešimčių milijonų metų jis atvės, toks objektas parodys milžiniškos dujinės planetos, tokios kaip mūsų pačių saulės sistemoje, spektrinius parašus.
Nors GPCC spektras dėl savo silpnumo yra gana „triukšmingas“, komanda sugebėjo jam priskirti spektrinį apibūdinimą, kuris pašalina galimą užteršimą ekstra galaktikos objektais arba vėlyvojo tipo vėsiomis žvaigždėmis, turinčiomis nenormalų infraraudonųjų spindulių perteklių, esančius už rudasis nykštukas.
Labai kruopščiai ištyrusi visas galimybes, komanda nustatė, kad nors tai statistiškai yra labai mažai tikėtina, negalima visiškai atmesti galimybės, kad šis objektas gali būti senesnis ir masyvesnis, priešakyje ar fone, vėsus rudasis nykštukas. Susijusią išsamią analizę galite rasti gautame tyrimo dokumente, kuris buvo priimtas paskelbti Europos žurnale „Astronomy & Astrophysics“ (žr. Žemiau).
Padariniai
Rudasis nykštukas 2M1207 turi maždaug 25 kartus didesnę Jupiterio masę, taigi yra maždaug 42 kartus lengvesnis už Saulę. Kaip asociacijos „TW Hydrae“ narė, ji yra maždaug aštuonių milijonų metų.
Kadangi mūsų Saulės sistemai yra 4600 milijonų metų, nėra galimybės tiesiogiai išmatuoti, kaip Žemė ir kitos planetos susiformavo per pirmąsias dešimtis milijonų metų po Saulės susidarymo. Bet jei astronomai gali ištirti jaunų žvaigždžių, kurių amžius dabar yra tik dešimtys milijonų metų, artumą, tada, stebėdami įvairias dabar formuojamas planetų sistemas, jie galės daug tiksliau suprasti savo tolimas kilmes.
Grenoblio observatorijos (Prancūzija) komandos narė Anne-Marie Lagrange žvelgia į ateitį: „Mūsų atradimas yra pirmasis žingsnis atveriant visiškai naują astrofizikos lauką: vaizdų darymą ir spektroskopinį planetų sistemų tyrimą. Tokie tyrimai įgalins astronomus apibūdinti milžiniškų ir galiausiai į žemę panašių planetų fizinę struktūrą ir cheminę sudėtį. “
Tolesni stebėjimai
Atsižvelgiant į infraraudonųjų spindulių spalvas ir GPCC turimus spektrinius duomenis, evoliucinio modelio skaičiavimai nurodo 5 jupiterio masės planetą, kuri yra maždaug 55 kartus labiau nutolusi nuo 2M1207, nei Žemė yra nuo Saulės (55 AU). Paviršiaus temperatūra atrodo apie 10 kartų karštesnė nei Jupiterio, apie 1000 ° C; tai lengvai paaiškinama energijos kiekiu, kuris turi būti išlaisvintas esant dabartiniam šio jauno objekto susitraukimo greičiui (tiesa, daug senesnė milžiniškoji planeta Jupiteris vis dar gamina energiją savo viduje).
Dabar astronomai tęs savo tyrimus, norėdami patvirtinti ar paneigti, ar jie iš tikrųjų atrado egzoplanetą. Per ateinančius kelerius metus jie tikisi neabejotinai išsiaiškinti, ar objektas iš tikrųjų yra orbitoje esanti planeta aplink rudąjį nykštuką 2M1207, stebėdami, kaip abu objektai juda erdvėje, ir sužinosite, ar jie juda kartu, ar ne. Jie taip pat išmatuos GPCC ryškumą esant įvairiems bangų ilgiams ir gali būti bandoma atlikti daugiau spektrinių stebėjimų.
Neabejojama, kad būsimos programos, skirtos eksoplanetų vaizdavimui aplink netoliese esančias žvaigždes, tiek iš žemės paviršiaus, turinčios ypač didelius teleskopus, turinčius specialiai sukurtą adaptyvią optiką, tiek iš kosmoso su specialiais planetų ieškos teleskopais, bus labai naudingos iš dabartinių technologinių laimėjimų.
Daugiau informacijos
Šiame ESO pranešime spaudai pateikti rezultatai yra pagrįsti moksliniu straipsniu („Milžiniškos planetos kandidatas prie jauno rudo nykštuko“, autorius G. Chauvinas ir kt.), Kuris buvo priimtas paskelbti ir netrukus pasirodys pirmaujančiame tyrimų žurnale „ Astronomija ir astrofizika “. Išankstinį spausdinimą galite rasti čia.
Pastabos
[1]: Šį pranešimą spaudai tuo pačiu metu išleidžia ESO ir CNRS (prancūzų kalba).
[2]: Komandą sudaro Gael Chauvin ir Christophe Dumas (ESO-Čilė), Anne-Marie Lagrange ir Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoblis, Prancūzija), Benjamin Zuckerman ir Inseok Song (UCLA, Los Andželas, JAV), Davidas Mouilletas (LAOMP, Tarbes, Prancūzija) ir Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, JAV). Amerikos komandos nariai iš dalies pripažįsta NASA Astrobiologijos instituto finansavimą.
[3]: NACO įrenginys (iš NAOS / Nasmyth Adaptive Optics System ir CONICA / Near-Infrared Imager and Spectrograph) 8,2 m „VLT Yepun“ teleskopu „Paranal“ siūlo galimybę gaminti astronominių objektų difrakcijos ribotos infraraudonosios spinduliuotės atvaizdus. . Tai radiacija jaučiama šioje bangos ilgio srityje su N90C10 dichroika; 90 procentų srauto perduodama į bangos fronto jutiklį, o 10 procentų - į artimojo infraraudonųjų spindulių kamerą CONICA. Šis režimas ypač naudingas ryškiems raudonų ir labai mažos masės žvaigždžių ar požeminių objektų vaizdavimui. Adaptyvųjį optikos korektorių (NAOS) pagal ESO sutartį pastatė Nacionaliniai etikečių etikečių registratoriai (ONERA), Grenoblio astrofizikos laboratorija (LAOG) ir LESIA bei GEPI observatorijos laboratorijos. Paryžius Prancūzijoje, bendradarbiaujant su ESO. „CONICA“ fotoaparatą pagal ESO sutartį pastatė „Max-Planck Institut fstr. Astronomie“ (MPIA) (Heidelbergas) ir „Max-Planck“ institutas, ekstraterrestrische Physik (MPE) („Garching“), Vokietijoje, bendradarbiaujant. su ESO.
[4]: Kuo skiriasi mažas rudasis nykštukas nuo egzoplanetos? Ribinė linija tarp dviejų vis dar tiriama, tačiau paaiškėja, kad rudasis nykštukinis objektas yra suformuotas taip pat, kaip ir žvaigždės, ty susitraukdamas tarpžvaigždiniame debesyje, tuo tarpu planetos susidaro stabiliuose aplinkcentriniuose diskuose per susidūrimą / susiformavimą plokštumose arba išilginių diskų. nestabilumas. Tai reiškia, kad rudosios nykštukės susidaro greičiau (mažiau nei 1 milijonas metų) nei planetos (~ 10 milijonų metų). Kitas dviejų rūšių objektų atskyrimo būdas yra masė (nes tai daroma ir tarp rudųjų nykštukų ir žvaigždžių): (milžiniškos) planetos yra lengvesnės nei maždaug 13 jupiterių masių (kritinė masė, reikalinga deuterio sintezei uždegti), rudosios nykštukės. yra sunkesni. Deja, pirmoji apibrėžtis negali būti naudojama praktikoje, pvz., Nustatant silpną kompanioną, kaip nagrinėjamu atveju, nes stebėjimai nepateikia informacijos apie objekto formavimo būdą. Aukščiau pateiktas masės kriterijus, priešingai, yra naudingas ta prasme, kad silpno objekto spektroskopija ir astrometrija kartu su atitinkamais evoliucijos modeliais gali atskleisti objekto masę, taigi ir pobūdį.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
