Od objavenia prvej planéty obiehajúcej okolo normálnej hviezdy inej ako Slnko v roku 1995 je v súčasnosti známych viac ako 150 kandidátov na tieto tzv. Exoplanety. Väčšina z nich je detekovaná nepriamymi metódami, založenými buď na zmenách radiálnej rýchlosti alebo na stlmení hviezdy, keď planéta prechádza pred ňou (pozri ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 a ESO PR 22/04). ).
Astronómovia by však radšej získali priamy obraz exoplanety, ktorý by im umožnil lepšie charakterizovať fyzickú povahu objektu. Toto je nesmierne náročná úloha, pretože planéta je vo všeobecnosti ukrytá v „oslnení“ svojej hostiteľskej hviezdy.
Aby čiastočne vyriešili tento problém, astronómovia študujú veľmi mladé objekty. Sub-hviezdne objekty sú v skutočnosti oveľa horúce a jasnejšie, keď sú mladé, a preto ich možno ľahšie odhaliť ako staršie objekty podobnej hmotnosti.
Na základe tohto prístupu by sa mohlo stať, že v minulom roku je dlhodobo vyhľadávaná slabá škvrna svetla vedľa mladého hnedého trpaslíka 2M1207 medzinárodným tímom astronómov využívajúcim veľmi veľký ďalekohľad ESO (ESO PR 23/04). bona-fide obraz exoplanety. Zdá sa, že nedávna správa založená na údajoch z Hubbleovho vesmírneho teleskopu tento výsledok potvrdzuje. V tejto súvislosti je ďalším zaujímavým výsledkom nedávne pozorovanie teplých infračervených žiarení dvoch predtým zistených planét „horúcich Jupiterov“ pomocou Spitzerovho vesmírneho teleskopu. Toto množstvo nových výsledkov, získaných v časovom rozpätí niekoľkých mesiacov, dokonale ilustruje dynamiku tejto oblasti výskumu.
Tiny Companion
Iný tím astronómov [1] teraz urobil ďalší dôležitý prielom v tejto oblasti tým, že našiel malú spoločníčku pre mladú hviezdu. Od niekoľkých rokov títo vedci skúmajú planéty a objekty s nízkou hmotnosťou, najmä okolo hviezd, ktoré sú stále v procese ich formovania - takzvané hviezdy T-Tauri - pomocou techniky priameho zobrazovania aj radiálnej rýchlosti. Jedným z objektov na ich zozname je GQ Lupi, mladá hviezda T-Tauri, ktorá sa nachádza v oblaku Lupus I (Vlk), čo je oblasť tvorby hviezd vzdialená asi 400 alebo 500 svetelných rokov. Hviezda GQ Lupi je očividne veľmi mladý objekt stále obklopený diskom s vekom od 100 000 do 2 miliónov rokov.
Astronómovia pozorovali GQ Lupi 25. júna 2004 pomocou adaptívneho optického prístroja NACO pripojeného k Yepunu, štvrtému 8,2 m jednotkovému ďalekohľadu veľmi veľkého ďalekohľadu, ktorý sa nachádza na vrchu Cerro Paranal (Čile). Adaptívna optika prístroja (AO) prekonáva deformácie spôsobené atmosférickými turbulenciami a vytvára extrémne ostré snímky blízke infračervenému žiareniu.
Ako ukazuje ESO PR Photo 10a / 05, séria expozícií NACO jasne odhaľuje prítomnosť malého spoločníka, ktorý sa nachádza v tesnej blízkosti hviezdy. Tento novo nájdený objekt je vzdialený iba 0,7 sekundy a bol by prehliadaný bez použitia schopností adaptívnej optiky NACO.
Vo vzdialenosti GQ Lupi je vzdialenosť medzi hviezdou a slabým spoločníkom asi 100 astronomických jednotiek (alebo 100-krát väčšia ako vzdialenosť medzi Slnkom a Zemou). To je zhruba 2,5-násobok vzdialenosti medzi Plutom a Slnkom.
Spoločník, ktorý sa nazýva GQ Lupi B alebo GQ Lupi b [2], je zhruba 250-krát slabší ako GQ Lupi A, ako je zrejmé z tejto série obrázkov. Prítomnosť a postavenie tohto spoločníka potvrdili ďalšie obrázky získané pomocou NACO v auguste a septembri.
Pohybuje sa rovnakým smerom
Astronómovia potom odhalili, že hviezda bola predtým pozorovaná ďalekohľadom Subaru a Hubbleovým vesmírnym teleskopom. Získali zodpovedajúce obrázky z dátových archívov týchto zariadení na ďalšiu analýzu.
Staršie snímky nasnímané v júli 2002 a v apríli 1999 tiež ukázali prítomnosť spoločníka, čo dáva astronómom možnosť presne zmerať polohu týchto dvoch objektov v priebehu niekoľkých rokov. To im následne umožnilo určiť, či sa hviezdy pohybujú spolu na oblohe - ako by sa malo očakávať, ak sú gravitačné spojené k sebe - alebo či menší objekt je iba objektom na pozadí, iba náhodne zarovnaný.
Z ich meraní astronómovia zistili, že separácia medzi týmito dvoma objektmi sa za päťročné obdobie pozorovania nezmenila (pozri ESO PR Photo 10b / 05). Pre vedcov je to jasný dôkaz, že oba objekty sa pohybujú po oblohe rovnakým smerom. „Ak by slabý objekt bol objektom na pozadí“, hovorí Ralph Neuh? Používateľ z University of Jena (Nemecko) a vedúci tímu, „videli by sme zmenu v odlúčení, pretože GQ Lup sa bude pohybovať po oblohe. Od roku 1999 do roku 2004 by sa oddelenie zmenilo o 0,15 arcsec, pričom sme presvedčení, že zmena je najmenej 20-krát menšia. “
Exoplanet alebo hnedý trpaslík?
Aby sa ďalej skúmala fyzická povaha novoobjaveného objektu, astronómovia použili NACO na VLT, aby urobili sériu spektier. Ukázali typický podpis veľmi chladného objektu, najmä prítomnosť vody a pásov CO. Berúc do úvahy infračervené farby a dostupné spektrálne údaje, výpočty atmosférického modelu ukazujú na teplotu medzi 1 600 a 2 500 stupňov a polomer, ktorý je dvakrát väčší ako Jupiter (pozri PR Foto 10c / 05). Podľa toho je GQ Lupi B chladným a pomerne malým objektom.
Aká je však povaha tohto slabého objektu? Je to exoplanet v dobrej viere alebo je to hnedý trpaslík, tie „zlyhané“ hviezdy, ktoré nie sú natoľko masívne, aby centrálne vyvolali veľké jadrové reakcie? Aj keď hranica medzi nimi je stále predmetom debaty, jeden spôsob, ako rozlíšiť medzi nimi, je ich hmotnosť (keďže sa to deje aj medzi hnedými trpaslíkmi a hviezdami): (obrie) planéty sú ľahšie ako približne 13 Jupiterových hmôt ( kritické množstvo potrebné na vznietenie fúzie deutéria), hnedí trpaslíci sú ťažší.
A čo GQ Lupi b?
Nové pozorovania bohužiaľ neposkytujú priamy odhad hmotnosti objektu. Astronómovia sa teda musia spoliehať na porovnanie s teoretickými modelmi takýchto objektov. Nie je to však také ľahké, ako to znie. Ak, ako astronómovia všeobecne akceptujú, GQ Lupi A a B sa vytvorili súčasne, novo nájdený objekt je veľmi mladý. Problém je v tom, že na také veľmi mladé predmety sa tradičné teoretické modely pravdepodobne neuplatňujú. Ak sa však používajú, poskytujú odhad hmotnosti objektu, ktorý leží niekde medzi 3 až 42 hmotami Jupitera, t. J. Zahŕňa tak planétu, ako aj doménu hnedého trpaslíka.
Tieto počiatočné fázy tvorby hnedého trpaslíka a planéty sú pre modely v podstate neznámym územím. Je veľmi ťažké modelovať skorý kolaps plynných oblakov vzhľadom na podmienky okolo formujúcej sa materskej hviezdy. Jedna sada modelov, špeciálne navrhnutá na modelovanie veľmi mladých objektov, poskytuje masy tak nízke, ako jedna až dve hmotnosti Jupitera. Ako však užívateľ Ralph Neuh zdôraznil, „tieto nové modely je potrebné kalibrovať ešte predtým, ako bude možné s istotou určiť množstvo takýchto spoločníkov“.
Astronómovia tiež zdôrazňujú, že z porovnania ich spektier VLT / NACO a teoretických modelov spoluautora Petera Hauschildta z Hamburgskej univerzity v Nemecku dospeli k záveru, že najlepšie vyhovuje objektu, ktorý má zhruba 2 polomery Jupitera. a 2 masy Jupitera. Ak by sa tento výsledok zachoval, GQ Lupi b by tak bol najmladším a najľahším exoplanetom, ktorý bol zobrazený.
Na presné určenie povahy GQ Lupi B sú stále potrebné ďalšie pozorovania. Ak sú tieto dva objekty skutočne viazané, potom najmenší objekt bude potrebovať viac ako 1 000 rokov na dokončenie obežnej dráhy okolo svojej hostiteľskej hviezdy. Je to samozrejme príliš dlhé čakanie, ale účinok orbitálneho pohybu by mohol byť zistiteľný - ako drobná zmena oddelenia medzi dvoma objektmi - o niekoľko rokov. Tím preto plánuje vykonávať pravidelné pozorovania tohto objektu pomocou NACO na VLT, aby zistil tento pohyb. Niet pochýb o tom, že medzitým sa dosiahne ďalší pokrok v teoretickej oblasti a že v tejto oblasti dôjde k mnohým senzačným objavom.
Viac informácií
Výskum prezentovaný v tejto tlačovej správe ESO je uverejnený v liste editorovi, ktorý bol prijatý na publikovanie astronómiou a astrofyzikou („Dôkazy o spoločnom presúvaní subhviezdneho spoločníka GQ Lup“ od R. Neuh? User et al.) A k dispozícii vo formáte PDF na adrese http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
Poznámka
[1]: Tím sa skladá z používateľov Ralpha Neuha? Sternwarte, Nemecko).
[2]: V astronomickej literatúre je konvenciou uvádzať hlavné mestá členov viacerých systémov, ale malé písmená pre planéty. Ak sa spoločník k GQ Lupi A ukáže ako planéta, bude sa to nazývať GQ Lupi b, zatiaľ čo ak je to hnedý trpaslík, bude identifikovaný ako GQ lupi B. Vzhľadom na súčasnú neistotu sme preto použili obe nominácie v tejto tlačovej správe, rovnako ako autori v pôvodnej vedeckej práci.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
