Ουάου! Μια πραγματική εικόνα πολλών πλανητών σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με ήλιο
Έχουμε εντοπίσει χιλιάδες εξωπλανήτες, αλλά ως επί το πλείστον, κανείς δεν τους έχει δει ποτέ. Στην πραγματικότητα είναι απλώς δεδομένα και γραφήματα ελαφριές καμπύλες . Οι εικόνες εξωπλανητών που βλέπετε εδώ στο Universe Today και σε άλλους διαστημικούς ιστότοπους είναι δημιουργίες πολύ ικανών εικονογράφων, ίσων δεδομένων και δημιουργικής άδειας. Αλλά αυτό αρχίζει να αλλάζει.
Το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο Πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) έχει καταγράψει εικόνες δύο εξωπλανητών που περιφέρονται γύρω από ένα νεαρό αστέρι που μοιάζει με Ήλιο.
Αυτές οι εικόνες είναι μέρος μιας μελέτης με τίτλο ' Δύο γιγάντιοι πλανήτες ευρείας τροχιάς που απεικονίζονται απευθείας, γύρω από τους νέους, ηλιακός αναλογικός TYC 8998-760-1 .» Επικεφαλής συγγραφέας είναι ο Alexander Bohn, διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Leiden στην Ολλανδία. Η έρευνα δημοσιεύεται στο The Astrophysical Journal Letters.
Το αστέρι ονομάζεται TYC 8998-760-1. Είναι περίπου 300 έτη φωτός μακριά, και ενώ είναι παρόμοιο με τον Ήλιο μας, είναι νεότερο. μόλις 17 εκατομμυρίων ετών. Αυτό σημαίνει ότι κατά κάποιο τρόπο, τουλάχιστον, είναι σαν να κοιτάμε το Ηλιακό μας Σύστημα στις νεότερες μέρες του.
Αυτό το γράφημα δείχνει τη θέση του συστήματος TYC 8998-760-1. Αυτός ο χάρτης δείχνει τα περισσότερα αστέρια ορατά με γυμνό μάτι υπό καλές συνθήκες και το ίδιο το σύστημα επισημαίνεται με έναν κόκκινο κύκλο. Πίστωση εικόνας: ESO
«Η ομάδα μας μπόρεσε τώρα να τραβήξει την πρώτη εικόνα δύο γιγάντων συντρόφων αερίων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα νεαρό, ηλιακό ανάλογο», δήλωσε η συν-συγγραφέας Maddalena Reggiani, σε μια δελτίο τύπου . Ο επικεφαλής συγγραφέας Bohn πρόσθεσε «Αυτή η ανακάλυψη είναι ένα στιγμιότυπο ενός περιβάλλοντος που μοιάζει πολύ με το ηλιακό μας σύστημα, αλλά σε πολύ προγενέστερο στάδιο της εξέλιξής του».
Οι πραγματικές εικόνες εξωπλανητών είναι πολύ σπάνιες και αυτή είναι μόνο η τρίτη εικόνα δύο εξωπλανητών που περιστρέφονται γύρω από το άστρο τους και η πρώτη εικόνα δύο που περιφέρονται γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με τον Ήλιο. Εκτός από σπανιότητα, αυτές οι εικόνες θα έχουν αυξανόμενη επιστημονική σημασία. «Αν και οι αστρονόμοι έχουν έμμεσα ανιχνεύσει χιλιάδες πλανήτες στον γαλαξία μας, μόνο ένα μικρό κλάσμα αυτών των εξωπλανητών έχει απεικονιστεί απευθείας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Matthew Kenworthy, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Leiden. Πρόσθεσε ότι «οι άμεσες παρατηρήσεις είναι σημαντικές στην αναζήτηση περιβαλλόντων που μπορούν να υποστηρίξουν τη ζωή».
Θα μπορούσαν αυτοί οι δύο πλανήτες να υποστηρίξουν ζωή; Δεν είναι πιθανό.
Και οι δύο αυτοί πλανήτες είναι γίγαντες γίγαντες και περιφέρονται γύρω από το αστέρι τους σε αποστάσεις 160 και 320 AU. Αυτοί οι πλανήτες είναι πολύ πιο μακριά από το άστρο τους από ό,τι ο Δίας και ο Κρόνος από τον Ήλιο μας. Οι δύο είναι επίσης πιο μαζικοί από τον Δία και τον Κρόνο, με τον πιο κοντινό να έχει 14 μάζες Δία και τον άλλο έξι μάζες Δία. Υπάρχει πιθανώς μια καλύτερη πιθανότητα να βρεθούν κατοικήσιμες συνθήκες σε οποιαδήποτε φεγγάρια μπορεί να έχουν αυτά τα δύο, όπως μερικά από τα φεγγάρια του Δία στο σύστημά μας.
Στις εικόνες, το αστέρι που φιλοξενεί βρίσκεται επάνω αριστερά, ενώ οι δύο γίγαντες αερίων σχηματίζουν μια γραμμή προς τα κάτω και προς τα αριστερά. Λευκά βέλη σημαδεύουν τους πλανήτες. Τραβώντας πολλές εικόνες του συστήματος σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, μπόρεσαν να αποκλείσουν ποιες κουκκίδες ήταν αστέρια φόντου και ποιες πλανήτες.
Αυτή η εικόνα, που τραβήχτηκε από το όργανο SPHERE στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο της ESO, δείχνει το αστέρι TYC 8998-760-1 συνοδευόμενο από δύο γιγάντιους εξωπλανήτες, τον TYC 8998-760-1b και τον TYC 8998-760-1c. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει άμεσα περισσότερους από έναν πλανήτες σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι παρόμοιο με τον Ήλιο. Πίστωση εικόνας: ESO/Bohn et al, 2020.
Το VLT του ESO βοήθησε να γίνει αυτή η ανακάλυψη με ένα ειδικό όργανο που ονομάζεται ΣΦΑΙΡΑ , ή Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch όργανο. Η άμεση απεικόνιση εξωπλανητών είναι εξαιρετικά δύσκολη, αλλά για αυτό σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το SPHERE. Κανονικά, το έντονο φως από ένα αστέρι καθιστά δύσκολο να δούμε τους αμυδρά πλανήτες που περιφέρονται γύρω από αυτό, αλλά ο κορωνογράφος του SPHERE το καθιστά δυνατό.
Και τα μελλοντικά τηλεσκόπια θα είναι ακόμα καλύτερα στην απεικόνιση εξωπλανητών. Το ESO’s Εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) θα πρέπει να δει το πρώτο φως το 2025 και θα είναι ακόμα πιο ισχυρό από το VLT.
Η ομάδα έμαθε μερικά πράγματα για αυτούς τους πλανήτες από αυτές τις εικόνες. Πιστεύουν ότι οι κυκλικές τροχιές είναι σχετικά σταθερές, αλλά υπάρχει χάος σε μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες. Αυτό τους λέει κάτι για το πώς σχηματίστηκαν, και αν μπορεί να υπάρχουν άλλοι, αφανείς ακόμη, πλανήτες στο σύστημα. Στην εργασία τους γράφουν, «Δείχνουμε ότι οι κυκλικές τροχιές είναι σταθερές, αλλά ότι οι ήπια έκκεντρες τροχιές για ένα/και τα δύο συστατικά (Και> 0,1) είναι χαοτικά σε χρονοδιαγράμματα gigayear, υποδηλώνοντας επί τόπου σχηματισμό ή μια πολύ συγκεκριμένη εκτίναξη από έναν αόρατο τρίτο σύντροφο.'
Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με το ELT, ή άλλες εγκαταστάσεις, θα πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι αποκλείεται η παρουσία άλλων πλανητών.
«Η πιθανότητα τα μελλοντικά όργανα, όπως αυτά που είναι διαθέσιμα στο ELT, να είναι σε θέση να ανιχνεύουν πλανήτες ακόμη μικρότερης μάζας γύρω από αυτό το αστέρι σηματοδοτεί ένα σημαντικό ορόσημο στην κατανόηση των συστημάτων πολλών πλανητών, με πιθανές επιπτώσεις στην ιστορία του ηλιακού μας συστήματος », είπε ο κύριος συγγραφέας Bohn.
Τονίζοντας αυτό το σημείο, οι συγγραφείς γράφουν στην εργασία τους ότι, «Αυτά τα συστήματα πολλαπλών πλανητών είναι ενδιαφέροντα εργαστήρια για τη μελέτη δυναμικών αλληλεπιδράσεων και γεγονότων διασποράς μεταξύ πολλών συντρόφων πλανητικής μάζας, κάτι που είναι κρίσιμο για την κατανόηση του σχηματισμού και της δυναμικής εξέλιξης των πλανητικών συστημάτων».
Αυτό το σχήμα από τη μελέτη δείχνει το νεαρό αστέρι που μοιάζει με τον Ήλιο και τους δύο συντρόφους του εξωπλανήτες. Αν και δεν είναι τόσο συναρπαστικές όσο οι εικονογραφήσεις ορισμένων καλλιτεχνών, οι οποίες έχουν σχεδιαστεί για να αιχμαλωτίζουν τη φαντασία, εικόνες σαν αυτές είναι πλούσιες σε δεδομένα. Κάθε ένα από τα έξι πλαίσια είναι εικόνες του άστρου και των πλανητών του με διαφορετικές μειώσεις δεδομένων. Στο κάτω αριστερό μέρος κάθε εικόνας, μέσα στο δικό της πλαίσιο, βρίσκεται η μη κορωνογραφική ροή PSF ( Λειτουργία διασποράς σημείου ), που λέει στους αστρονόμους για το φιλτράρισμα που χρησιμοποιείται. Είναι κάπως περίπλοκο για τους μη επιστήμονες, γι' αυτό οι επαγγελματίες εικονογράφοι χρησιμοποιούνται συχνά για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να κατανοήσουν ανακαλύψεις όπως αυτές. Πίστωση εικόνας: Bohn et al, 2020.
Αυτό το σύστημα είναι ώριμο για περαιτέρω μελέτη. Στην εργασία τους οι συγγραφείς γράφουν ότι αυτό το σύστημα είναι ένα «πρώτο σύστημα για την περαιτέρω μελέτη των δυναμικών και χημικών ιδιοτήτων δύο συνομήλικος , βαρυτικά δεσμευμένοι, γιγάντιοι πλανήτες αερίου».
Αλλά για να κατανοήσουν περισσότερα για το πώς μπορεί να έχουν σχηματιστεί και κατ' επέκταση να μάθουν κάτι για το πώς σχηματίστηκε το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, οι ερευνητές πρέπει να περιορίσουν καλύτερα τις τροχιές των δύο πλανητών. 'Συνεχής αστρομετρική παρακολούθηση θα περιορίσει τις τροχιακές λύσεις και για τους δύο συνοδούς και έτσι θα επιτρέψει τη δοκιμή πιθανών σεναρίων σχηματισμού.»
Το ισχυρό όργανο SPHERE έκανε αυτές τις εικόνες δυνατές. Αλλά ακόμα και το SPHERE έχει τους περιορισμούς του. Ο στεφανογράφος του είναι σε θέση να μπλοκάρει το λαμπρό φως του άστρου και να κάνει ορατούς τους αμυδρούς πλανήτες. Δυστυχώς, αυτό λειτουργεί μόνο σε νεότερα ηλιακά συστήματα όπως αυτό. Σε πλανήτες σαν τον δικό μας, οι πλανήτες είναι πολύ δροσεροί για να φαίνονται. Οι νεαροί πλανήτες σε αυτό το σύστημα είναι θερμότεροι, και έτσι είναι πιο φωτεινοί στο υπέρυθρο, καθιστώντας τους ορατούς.
Περισσότερο:
- Δελτίο τύπου: Πρώτη εικόνα ενός συστήματος πολλαπλών πλανητών γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με ήλιο που καταγράφηκε από το τηλεσκόπιο ESO
- Ερευνητική εργασία: Δύο γιγάντιοι πλανήτες ευρείας τροχιάς που απεικονίζονται απευθείας, γύρω από τους νέους, ηλιακός αναλογικός TYC 8998-760-1
- Σύμπαν σήμερα: Οι αστρονόμοι βρήκαν τον συνδυασμό αστεριού/εξωπλανήτη Αυτός είναι ο καλύτερος δίδυμος στον Ήλιο/Γη