Obrazový kredit: ESO
Európsky tím astronómov [1] oznamuje objav a štúdium dvoch nových extra solárnych planét (exoplanet). Patrí k OGLE tranzitným kandidátskym objektom a bolo ich možné podrobne charakterizovať. Tým sa zdvojnásobí počet exoplanet objavených metódou tranzitu; sú známe tri takéto objekty.
Pozorovania sa uskutočnili v marci 2004 multivláknovým spektrografom FLAMES na 8,2 m ďalekohľade VLT Kueyen na observatóriu ESO Paranal (Čile). Umožnili astronómom zmerať presné radiálne rýchlosti štyridsaťjeden hviezd, pri ktorých bol pomocou prieskumu OGLE zistený dočasný „pokles“ jasu. Tento efekt môže byť podpísaním tranzitu pred hviezdou obiehajúcej planéty, ale môže byť spôsobený aj malým hviezdnym spoločníkom.
Zmerané zmeny rýchlosti dvoch hviezd (OGLE-TR-113 a OGLE-TR-132) odhalili prítomnosť sprievodných planét na extrémne krátkych obehových dráhach.
Tento výsledok potvrdzuje existenciu novej triedy obrovských planét označených ako „veľmi horúce Jupitery“ kvôli ich veľkosti a veľmi vysokej povrchovej teplote. Sú veľmi blízko k svojim hostiteľským hviezdam, ktoré ich obiehajú za menej ako 2 (Zem) dni.
Tranzitná metóda na zisťovanie exoplanet bude „demonštrovaná“ pre širokú verejnosť 8. júna 2004, keď planéta Venuša prechádza pred slnečným diskom, porovnaj program VT-2004.
Objavovanie iných svetov
Počas posledného desaťročia sa astronómovia dozvedeli, že naša slnečná sústava nie je ojedinelá, keďže prostredníctvom prieskumov radiálnej rýchlosti bolo objavených viac ako 120 veľkých planét obiehajúcich iné hviezdy (porovnaj ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 a ESO PR) 03/03).
Technika radiálnej rýchlosti však nie je jediným nástrojom na detekciu exoplanet. Keď planéta prechádza pred svojou materskou hviezdou (pri pohľade zo Zeme), blokuje z nášho pohľadu malú časť svetla hviezdy. Čím väčšia planéta je vzhľadom na hviezdu, tým väčšia je časť blokovaného svetla.
Je to presne ten istý efekt, keď Venuša 8. júna 2004 prejde cez Slnečný disk, porovnaj ESO PR 03/04 a webová stránka programu VT-2004. V minulých storočiach sa takéto udalosti používali na odhad vzdialenosti Slnko-Zem, čo malo mimoriadne užitočné dôsledky pre astrofyziku a nebeskú mechaniku.
V súčasnosti nadobúdajú planétové tranzity nový význam. Niekoľko prieskumov sa snaží nájsť slabé podpisy iných svetov pomocou hviezdnych fotometrických meraní, ktoré hľadajú periodické stmievanie hviezdy, keď planéta prechádza pred jej diskom.
Jeden z nich, prieskum OGLE, bol pôvodne navrhnutý na detekciu mikročočkových udalostí monitorovaním jasu veľmi veľkého počtu hviezd v pravidelných intervaloch. Posledné štyri roky zahŕňa aj hľadanie pravidelných plytkých „poklesov“ jasu hviezd spôsobených pravidelným tranzitom malých obiehajúcich objektov (malé hviezdy, hnedé trpaslíky alebo planéty veľkosti Jupiter). Tím OGLE odvtedy oznámil 137 „kandidátov na planétový tranzit“ z prieskumu približne 155 000 hviezd v dvoch poliach južnej oblohy, jedno v smere na Galaktické centrum a druhé v súhvezdí Carina.
Riešenie charakteru tranzitov OGLE
Kandidáti na tranzit OGLE boli detekovaní prítomnosťou periodického poklesu jasu pozorovaných hviezd o niekoľko percent. Polomer planéty veľkosti Jupiter je asi 10-krát menší ako polomer hviezdy solárneho typu [2], tj pokrýva asi 1/100 povrchu tejto hviezdy, a preto blokuje počas 1% hviezdneho svetla počas tranzit.
Samotná prítomnosť tranzitnej udalosti však neodhaľuje povahu tranzitného orgánu. Je to tak preto, že hviezda s nízkou hmotnosťou alebo hnedý trpaslík, ako aj premenlivá jasnosť binárneho systému zatieňujúca pozadie, ktorý sa pozoruje v rovnakom smere, môžu mať za následok variácie jasu, ktoré simulujú tie, ktoré vytvárajú obiehajúce planéty obiehajúce okolo.
Povaha tranzitného objektu sa však môže zistiť pozorovaním radiálnej rýchlosti materskej hviezdy. Veľkosť kolísania rýchlosti (amplitúda) priamo súvisí s hmotnosťou sprievodného objektu, a preto umožňuje rozlišovať medzi hviezdami a planétami ako príčinu pozorovaného „poklesu“ jasu.
Týmto spôsobom sa kombinujú fotometrické tranzitné prieskumy a merania radiálnej rýchlosti, aby sa stali veľmi účinnou technikou na detekciu nových exoplanet. Okrem toho je obzvlášť užitočný na objasnenie ich charakteristík. Zatiaľ čo detekcia planéty metódou radiálnej rýchlosti vedie len k nižšiemu odhadu jej hmotnosti, meranie tranzitu umožňuje určiť presnú hmotnosť, polomer a hustotu planéty.
Sledovanie radiálnych rýchlostí 137 OGLE tranzitných kandidátov nie je ľahká úloha, pretože hviezdy sú pomerne slabé (vizuálne veľkosti okolo 16). To je možné dosiahnuť iba pomocou ďalekohľadu v triede 8 - 10 m so spektrografom s vysokým rozlíšením.
Povaha dvoch nových exoplanet
Európsky tím astronómov [1] preto využil 8,2 m ďalekohľad VLT Kueyen. V marci 2004 sledovali počas ôsmich polnocí 41 „OGLE“ „najlepších kandidátov na tranzit“. Ťažili z multiplexnej kapacity zariadenia na spojenie vlákien FLAMES / UVES, ktoré umožňuje získať spektrá s vysokým rozlíšením 8 objektov súčasne a merajú hviezdne rýchlosti s presnosťou približne 50 m / s.
Zatiaľ čo drvivá väčšina kandidátov na tranzit OGLE sa ukázala byť binárnymi hviezdami (väčšinou malými, chladnými hviezdami prechádzajúcimi pred hviezdami slnečného typu), dva z objektov, známych ako OGLE-TR-113 a OGLE-TR-132, boli zistilo sa, že vykazuje malé zmeny rýchlosti. Keď sa spojili všetky dostupné pozorovania - zmeny svetla, hviezdne spektrum a zmeny radiálnej rýchlosti, astronómovia dokázali určiť, že pre tieto dve hviezdy majú tranzitné objekty masy kompatibilné s hmotami obrovskej planéty ako Jupiter.
Je zaujímavé, že obe nové planéty boli objavené okolo dosť vzdialených hviezd v galaxii Mliečna dráha, smerom na južnú konšteláciu Carina. V prípade OGLE-TR-113 je materská hviezda typu F (mierne teplejšia a masívnejšia ako Slnko) a nachádza sa vo vzdialenosti asi 6000 svetelných rokov. Obežná planéta je asi o 35% ťažšia a jej priemer je o 10% väčší ako priemer Jupitera, najväčšej planéty v slnečnej sústave. Hviezdu obieha raz za 1,43 dňa vo vzdialenosti len 3,4 milióna km (0,0228 AU). V slnečnej sústave je ortuť 17-krát ďalej od Slnka. Povrchová teplota tejto planéty, ktorá je rovnako ako Jupiter plynným gigantom, je zodpovedajúcim spôsobom vyššia, pravdepodobne nad 1800 ° C.
Vzdialenosť do systému OGLE-TR-132 je asi 1200 svetelných rokov. Táto planéta je asi taká ťažká ako Jupiter a asi o 15% väčšia (jej veľkosť je stále trochu neistá). Obieha hviezdu K-trpaslíka (chladnejšiu a menej hmotnú ako Slnko) raz za 1,69 dňa vo vzdialenosti 4,6 milióna km (0,0306 AU). Aj táto planéta musí byť veľmi horúca.
Nová trieda exoplanet
S predtým nájdeným planetárnym tranzitným objektom OGLE-TR-56 [3] tieto dva nové objekty OGLE definujú novú triedu exoplanet, stále nezistené súčasnými prieskumami radiálnej rýchlosti: planéty s extrémne krátkymi periódami a zodpovedajúco malými obežnými dráhami. Zdá sa, že rozdelenie orbitálnych období pre „horúce jupitery“ zistené z prieskumov radiálnej rýchlosti kleslo pod 3 dni a predtým nebola nájdená žiadna planéta s okružným obdobím kratším ako asi 2,5 dňa.
Existencia troch planét OGLE teraz ukazuje, že „veľmi horúce Jupitery“ existujú, aj keď môžu byť dosť zriedkavé; pravdepodobne asi jeden taký objekt na každých 2500 až 7000 hviezd. Astronómovia sú naozaj zmätení, ako sa planétovým objektom podarí skončiť v malých dráhach tak blízko ich centrálnych hviezd.
Na rozdiel od metódy radiálnej rýchlosti, ktorá je zodpovedná za veľkú väčšinu detekcií planét okolo normálnych hviezd, umožňuje kombinácia pozorovania tranzitu a radiálnej rýchlosti určiť skutočnú hmotnosť, polomer a teda strednú hustotu týchto planét.
Veľké očakávania
Dva nové objekty zdvojnásobili počet exoplanet so známou hmotnosťou a polomerom (tri objekty OGLE plus HD209458b, ktoré sa detegovali pomocou prieskumov radiálnej rýchlosti, ale pri ktorých sa neskôr pozoroval fotometrický prechod). Nové informácie o presných hmotnostiach a polomeroch sú nevyhnutné na pochopenie vnútornej fyziky týchto planét.
Doplnkovosť techník tranzitu a radiálnej rýchlosti teraz otvára dvere k podrobnému štúdiu skutočných charakteristík exoplanet. Vesmírne výskumy planetárnych tranzitov - napríklad misie COROT a KEPLER - spolu s následnými pozorovaniami radiálnej rýchlosti na zemi povedú v budúcnosti k charakterizácii iných svetov, ktoré sú také malé ako naša Zem.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
